尽管月球的外表是永恒的,但它并不总是在地球的轨道上运行,科学家们还在继续研究它的真实年龄。

月亮在地球周围徘徊了几千年,是夜空中一个熟悉的景象,是人类历史发展的无声见证。1971年8月1日,阿波罗15号的宇航员大卫·斯科特和詹姆斯·欧文偶然发现了一块非常古老的月球地壳,这将为月球的起源提供重要的线索。
“猜猜我们刚刚发现了什么,”斯科特用无线电向德克萨斯州休斯顿的任务控制中心发出呼叫。“猜猜我们发现了什么!”我想我们找到了我们要找的东西。”
45亿年前,月球是地球的一部分
这个被称为“创世纪岩石”的样本最终推翻了当时流行的月球形成理论——月球被地球捕获或与地球一起诞生——同时揭示了指向一个现在被广泛接受的理论的关键证据。
大碰撞假说认为,大约45亿年前,一个火星大小的天体,通常被称为忒伊亚,与刚刚起步的地球相撞。在此过程中,它将大量的地球熔岩抛入太空,这些岩石在重力作用下逐渐融合,形成了我们今天所认识的月球。
这次撞击是灾难性的,它也纠正了地球之前极端的轴倾斜。这反过来又帮助调节了地球的气候和潮汐——这些关键因素为生命的最终出现奠定了基础。
对月球真实年龄的估计已经发生了变化
月球的形成与地球的早期历史有着千丝万缕的联系,包括确定地球最早的生命形式出现的时间。但这一关键事件发生的确切时间仍不清楚。由于活跃的地表循环地质,这个时期的岩石没有在地球上存活下来。
大多数落到地球上的月球陨石被发现大约有43.5亿年的历史。在阿波罗时代,几乎所有408公斤的月球样本都被带回地球,它们的年代也大致相同。它们被认为是在巨大的撞击之后从月球上的岩浆海洋中结晶而成的。
2023年底,包括赫克在内的一组科学家在迄今为止最古老的阿波罗样本中测定了锆石晶体(高度耐用的矿物)的年代,将之前对月球年龄的估计推迟了4000万年。在地球和月球45亿年的历史中,这样一段时间只是一眨眼的功夫,但对于生命的进化来说,这段时间已经很长了——4000万年前,人类还不存在于这个星球上。
对月球岩石的研究在很大程度上表明,月球形成于太阳系形成后大约2亿年。然而,对太阳系演化的模拟预测,月球形成的时间一定比现在还要早几千万年,因为到2亿年前,大部分有可能与地球相撞的原始物质已经被卷走,形成了行星。这使得大碰撞的条件不太可能发生。
月球融化理论
2024年12月发表的一项研究支持月球的早期形成,同时为月球岩石的年代较年轻提供了一个解释:早期与地球的引力相互作用导致月球短暂升温,以至于部分重新融化,产生了新的岩石。这次火山的抬升重置了较老岩石的同位素年龄,使它们看起来比实际年龄更年轻。这可以解释为什么几乎所有的阿波罗号样本都可以追溯到43.5亿年前。
这样的融化事件也会掩埋或抹去月球上所有古老的撞击盆地,这可以解释为什么观测到的月球盆地比预期的要少。
关于月球的谜团依然存在
确定月球真实年龄的一个关键挑战是,它的大部分仍未被研究。这包括其原始的远端,与面向地球的那一面相比,它受地质过程的影响较小,可以帮助解决年龄估计中持续存在的差异。
由阿波罗宇航员带回地球的月球岩石,包括2019年为纪念阿波罗11号登月任务50周年而开放的最后一批月球岩石,继续为月球历史提供有价值但有限的快照。