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月球陨石坑揭秘一段太阳系动荡的过去

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月球陨石坑揭秘一段太阳系动荡的过去
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在科学家开发出一种测量月球陨石坑年龄的新方法后,他们确定了一个陨石坑形成率几乎增加了三倍的时期。

月球陨石坑揭秘一段太阳系动荡的过去

大约2.9亿年前,当最后一批三叶虫掠过海底时,天空变得更加不祥。,大型小行星——包括后来会杀死恐龙的撞击器——开始在我们的星球上降落的频率比以前高出两到三倍。

研究人员在调查地球和我们最近的月球上的撞击坑时发现了这一趋势。在这些记录中,许多撞击坑可以追溯到过去的数亿年。年龄大的撞击坑很少。这是什么原因造成的?

如果小行星的撞击率上升被证实,太阳系小行星带的一场古代大灾难可能是罪魁祸首。偶尔,小行星会相互碰撞,产生在类似轨道上继续存在的岩石碎片。早前的研究指出了恐龙杀手的出生地等一个小行星家族,并指责另一个小行星家族可能在10亿年前对地球造成了影响。

随着时间的推移,来自太阳的热量会把小行星家族推向新的位置。这些小行星碎片有时可以逃离火星和木星之间的小行星带,进入我们居住的太阳系内部。任性的小行星碎片可能会撞上地球。

科学家们已经有迹象表明,在过去的数亿年里,我们星球的表面受到的撞击比以往更多。地球的历史延续了45亿年,但大多数大型撞击坑似乎形成于相对较近的时期。不过,地质学家通常把这归因于数据的偏差:随着时间的推移,他们认为,风化或构造活动只是擦掉了大多数老撞击坑的痕迹。

地球上的陨石坑受到板块构造和天气的影响,而月球上的疤痕却呆滞地坐在那里,就像宇航员的靴子印。“月球是一个时间胶囊。

当撞击器撞击月球,,它会将月球岩石抛向空中。这些岩石碎片随后散落在该地区。在大约10亿年的时间里,一小滴微小的陨石撞击月球,会将岩石碎片变成成更细的土壤,称为表土。在这一过程中,特定陨石坑中岩石与表土的比例会跟踪自初始撞击以来的时间。

白天,岩石和风化层都会吸收热量。在晚上,岩石能保持这种高温,在热辐射下微弱发光数小时。另一方面,风化层很快就会冷却,就像日落后的沙滩。夜间辉光的数量表明陨石坑的相对岩石性,因此可以用方法来确定陨石坑的年龄。

天文学家发现了111个直径至少10公里的月球陨石坑。然后,他们利用美国宇航局月球勘测轨道器的红外数据测量了陨石坑周围的相对岩石性,估计了每个陨石坑的年龄。他们的统计分析显示,从大约2.9亿年前到现在,巨大的撞击使月球表面的撞击频率是过去7.1亿年的2.6倍。这一频率跳跃发生在地球上最大的大灭绝时期,也就是所谓的“大灭绝”发生的同时,当时大约90%的物种都灭绝了。灭绝的原因正在讨论中。

该小组还对地球上的38个大型陨石坑进行了普查,以便有第二套独立的记录。但他们知道,很难证明保存在地壳上的古老撞击的碎片记录是可信的。所以研究小组试图测量数亿年的侵蚀。科学家通过测量大的撞击坑上的金伯利岩管带,这种胡萝卜形状的火山结构,富含钻石,它们伸入许多同样的大陆表面,也保存着古老的撞击坑。方便的是,金伯利岩记录了它们经历的侵蚀,这种侵蚀使它们自上而下磨损。

月球陨石坑揭秘一段太阳系动荡的过去

在大多数古老的大陆地壳块体上,侵蚀只完成了一次轻微的擦洗,磨损了金伯利岩不到一公里的岩石。研究小组认为,这表明这些表面仍会显示出旧的、大的撞击留下的疤痕。最终,来自地球的数据与月球的数据吻合。

然而,研究小组确实发现了地球和月球之间的巨大差异。在6.5亿年前,地球上的陨石坑几乎消失了。与此同时,月球上也有许多同时期的撞击痕迹。

另一个最近的想法可以解释为什么,大约在同一时间,古代地球吞噬了自己大陆的厚厚部分。根据“雪球地球”假说,多次的冰川波曾经将整个地球包裹在冰中。随着这些冰川的兴衰,它们磨光了数公里的大陆岩石,然后将其倾倒到海洋中,抹去了大量的地质记录。除了最大最深的陨石坑外,这也会抹去所有的陨石坑。

目前,天文学家也对此项结论提出异议。它们强调了一个可能的缺陷,这是研究中月球陨石坑方法的基石:位于老陨石坑中的巨石可能不会以恒定速度磨损,他说。更可能的是,岩石侵蚀的速度随时间而变化。这样的波动会使陨石坑年龄的估计值大打折扣。另外研究中的少量月球和地球陨石坑造成了另一个不确定性来源。如果我们有一万个月球陨石坑的可靠日期,你就可以从中找到证据。但他们没有。除非我们有人在月球上每周带回样品,否则我们不会有这样的记录。

确认撞击率在时间上的变化可能会对整个太阳系产生回响。科学家利用陨石坑的数量、大小、最近的陨石坑与较老的陨石坑的重叠程度来估算行星和卫星表面的年龄。这段整个太阳系的撞击史对行星科学非常重要。

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