【影片分享】地月系統十億年的撞擊史

大家都知道,月亮上布滿了大大小小的隕石坑。這些隕石坑是月球在過去四十多億年來不斷受到小天體撞擊所留下的傷疤。但你可曾想過,這些大大小小坑洞的產生究竟是誰先誰後,與地球的歷史又有什麼樣的關聯呢?

月球表面坑坑巴巴。圖片來源:Luc Viatour

最近,一個研究團隊利用來自月球軌道偵查器(LRO)的資料,成功定出了過去十億年來月球表面發生的隕石撞擊發生的時間。具體是怎麼做到的呢?
首先,我們知道隕石的撞擊會產生大量的岩石碎片,散步在隕石坑的四周。這些碎片可以如沙塵般細小,也可以像房子一般巨大。而這些大石塊,會在微小隕石的撞擊,以及月球的晝夜變化中因為不斷的冷卻加熱而逐漸裂解為小塊的石頭。所以隕石坑的年代越古老,其周遭的碎石就會越小塊。

月球軌道偵查器。圖片來源:NASA

但是,要怎麼利用衛星來觀測石塊的大小呢?難道要仔細地拍照,然後把每一張照片上的石頭一個一個量尺寸嗎?當然不是。
大家知道,同樣的物質,體積越大,散熱就會越慢。就像一鍋湯可以保溫很久,但如果分成一小碗一小碗的就比較容易涼。岩石也是一樣,月球上的大岩塊們在入夜之後降溫的速度,要比沙質的月球表面慢許多。因此,藉由 LRO 上的紅外線相機,科學家們可以觀測到入夜之後岩石的溫度。如果一個隕石坑中的石塊冷卻速度慢,表示這裡的石塊大,隕石坑的年紀小;反之,冷卻速度快,就代表隕石坑的年紀大。藉由以上方法一路反推,研究人員們就可以建立出精確(以地質尺度來說)的隕石坑年齡。
你也許會想,知道月亮甚麼時候被隕石撞過,很重要嗎?

當然很重要啦!

在太陽系的尺度下,緊密相鄰的地球和月球可以說是命運共同體,如果有一段時間月球突然經歷了大量隕石的撞擊,那當時的地球大概也有同樣的遭遇。但是由於地球表面的風化作用、板塊運動,我們能在地球上找到的撞擊證據(比如說隕石坑)的數量要遠小於實際的撞擊事件。從這個角度來看,月球表面等於是一個時光膠囊,讓我們能夠知道過去數億年來地月系統的經歷。研究結果顯示,地月系統受到撞擊的頻率,從 3 億年前開始突然上升了 2.6 倍。這對環境造成的改變,也許很大程度上左右了地球上生命的演化。
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報導:林彥興

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