行星科学家通过分析一块名为西北非(NWA)12593的月球陨石,发现了约35亿年前月球遭受大规模小行星撞击的证据,并识别出三次不同撞击事件的记录。这一结果被认为有助于重建内太阳系早期强烈轰击时期的演化过程。
月球陨石样本及分析
研究对象为一块质量为7.53克的 NWA 12593 月球陨石切片。研究团队利用X射线荧光(XRF)成像分析其成分分布:钙(Ca)和铁(Fe)元素揭示了岩屑的空间位置及多样性,硫(S)则标示出裂缝及地球风化作用的区域。相关图像由 Crow 等人发表,论文编号为 doi: 10.1130/G54386.1。
研究人员指出,地球早期几十亿年间见证了生命、大气层和海洋的出现与发展,但这一时期的地质记录在地球上保存有限。侵蚀、俯冲和埋藏等地质过程不断重塑地表,使得极古老岩石难以保存下来,从而限制了对早期环境和灾难性事件的直接研究。
早期生命与撞击记录
科罗拉多大学博尔德分校行星科学家 Carolyn Crow 博士表示,地球上最早的生命化石证据可追溯至约35亿年前,这意味着生命在此之前已经出现并经历演化。她指出,一个关键问题是,在生命更早期出现的阶段,行星表面的撞击记录是什么样的,以及这些撞击事件的频率和节奏如何。
Crow 博士称,了解这一时期的撞击历史,对于认识生命如何在早期地球环境中扎根和出现具有重要意义,而灾难性撞击事件的发生节奏是其中的关键因素之一。
三次撞击事件的记录
在对 NWA 12593 的详细分析中,研究团队识别出三次不同撞击事件的证据。
第一次撞击:大规模熔融事件
放射性定年结果显示,第一次撞击发生在约35亿年前,规模足以将月球表面大范围熔融,形成类似熔岩流的熔融层。在这一过程中,产生了一种仅在超高温条件下才能形成的矿物——立方氧化锆。
研究人员指出,立方氧化锆常被用于珠宝制造,但在自然条件下,如果冷却过程不在实验室那样受到严格控制,这一矿物难以在地球或月球表面的低温环境中长期保存。团队在样品中识别出立方氧化锆的残余特征,将其称为“立方氧化锆相遗迹”,据此推断出当时存在极高温度的撞击熔融环境。

第二次撞击:角砾岩的形成
第二次撞击事件记录在陨石本身的岩性中。NWA 12593 为一块角砾岩,这类岩石形成于后续较小撞击破坏并重塑早期熔融层的过程中。
Crow 博士将角砾岩的结构比作被敲碎的混凝土:可以看到许多大小不一的碎块,被类似“水泥”的物质胶结在一起。她表示,在这块月球陨石中,不同来源的岩石碎块是通过撞击过程被击碎、混合并最终熔结在一起,形成类似混凝土人行道那样的整体结构。
第三次撞击:月球物质被抛射至地球
第三次撞击事件则与这块陨石最终抵达地球有关。研究人员认为,一次相对较近的撞击将这块角砾岩从月球表面抛射出来,使其进入地球轨道并最终坠落到地球,被发现并收集。
与地球及灶神星撞击记录的对应
研究团队指出,NWA 12593 中记录的第一次大撞击时间,与地球以及小行星带第四大小行星——灶神星(Vesta)上已知的撞击事件年代相吻合。
在月球、地球和灶神星三个位天体上发现年代相近的撞击记录并不常见。研究人员认为,这一对应关系为理解太阳系从行星形成阶段持续高频碰撞,逐步过渡到由小行星破碎引发的零星撞击阶段,提供了关键线索。
Crow 博士表示,这种三方记录在时间上的高度一致性较为罕见,也是研究团队对这一结果特别关注的原因之一。
研究发表
相关研究成果以《内太阳系约37亿年至32亿年前轰击的三体证据》(Three-body evidence for inner solar system bombardment from ~3.7 to 3.2 Ga)为题,于2026年5月12日在线发表在《地质学》(Geology)杂志上,作者为 Carolyn A. Crow 等人,论文编号为 doi: 10.1130/G54386.1。
