宇航員埃德加·米切爾(左)和宇航員艾倫·謝潑德(Alan B.Shepard Jr.)檢查了阿波羅14號(hào)任務(wù)中的月球樣本槽地,包括最大的樣本涨椒,籃球大小的巖石“大伯莎”國(guó)家航空和航天局
1971年2月6日冈钦,已故宇航員艾倫·謝潑德接箫,美國(guó)宇航局阿波羅14號(hào)任務(wù)的指揮官锁摔,正在月球上散步里烦。他和同行的太空旅行者埃德加·米切爾(Edgar Mitchell)正忙著在一個(gè)叫做錐形隕石坑的洼地周?chē)占瘞r石损离。引用謝潑德自己的話(huà)哥艇,其中許多是“拳頭大小的抓取樣本”,但兩人也帶回了一些更大的紀(jì)念品僻澎。
一塊籃球大小的石頭——由謝潑德收集——為自己贏得了一個(gè)綽號(hào):“大伯莎貌踏。”官方稱(chēng)之為“月球樣本14321”窟勃,大伯莎重約19磅(9公斤)祖乳,是阿波羅14號(hào)帶回地球的最大巖石,也是阿波羅任務(wù)中發(fā)現(xiàn)的第三大巖石秉氧。
雖然謝潑德是在月球上發(fā)現(xiàn)了大伯莎眷昆,但這可能不是故事的開(kāi)始。這種巖石是一種角礫巖汁咏,是一種被稱(chēng)為“碎屑”的地質(zhì)碎片的大雜燴亚斋,由一種類(lèi)似水泥的混合物連接在一起。一項(xiàng)新發(fā)表的假說(shuō)說(shuō)梆暖,大伯莎的一部分形成于數(shù)十億年前——就在地球上伞访。事實(shí)上,盡管與月球有聯(lián)系轰驳,這可能是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的“地球巖石”厚掷。
冷箱
大伯莎的起源是1月24日發(fā)表在《地球和行星科學(xué)快報(bào)》雜志上的一項(xiàng)研究的重點(diǎn)。這篇論文的作者包括一個(gè)國(guó)際地球科學(xué)家團(tuán)隊(duì)级解,他們研究了阿波羅14號(hào)所獲得的月球巖石冒黑,包括月球樣本14321。在大多數(shù)情況下勤哗,這個(gè)著名角礫巖上的碎屑是深灰色的抡爹,但也有一個(gè)淺色的碎屑引人注目。
它是由長(zhǎng)英石巖制成的芒划,長(zhǎng)英石巖是一種火山巖冬竟,含有長(zhǎng)石和石英礦物。淺灰色的碎屑直徑為2厘米(0.7英寸)民逼,也含有微小的鋯石晶體泵殴。許多鋯石都含有重要的信息,可以說(shuō)明它們形成的時(shí)間和地點(diǎn)是什么樣的環(huán)境拼苍。
對(duì)大伯莎光帶中鋯石的仔細(xì)檢查表明笑诅,這些晶體是由冷卻的、富氧的巖漿形成的。然而吆你,這種熔融巖石在月球表面附近的任何地方都不存在弦叶。要找到一些,你需要在謝潑德和米切爾發(fā)現(xiàn)大伯莎的月球表面以下100英里(162公里)的地方旅行妇多。
那么這些鋯石——以及它們所屬的碎屑——是如何最終出現(xiàn)在地表的呢伤哺?可能涉及暴力沖擊。當(dāng)隕石或小行星撞擊行星或月球時(shí)砌梆,它可以將深埋在地殼下的物質(zhì)運(yùn)送到地表默责。
如前所述,大伯莎是在一個(gè)撞擊坑中發(fā)現(xiàn)的咸包。所以這個(gè)案例算是結(jié)束了,對(duì)吧杖虾?嗯烂瘫,也許不是。錐形隕石坑是大約2600萬(wàn)年前形成的奇适,深約250英尺(76米)坟比,寬約1000英尺(304米)∪峦科學(xué)家們認(rèn)為葛账,留下這一片荒涼的暴力事件并不能挖掘出位于月球下方超過(guò)45英里(72.4公里)的任何地質(zhì)物質(zhì)。
克拉特之家
當(dāng)然皮仁,大伯莎的長(zhǎng)英巖碎屑可能起源于月球巖漿深處籍琳。但這似乎不太可能。這項(xiàng)研究的作者認(rèn)為另一種情況更為合理贷祈。
在地球表面下方約12英里(19公里)處趋急,有大量冷卻的氧化巖漿。這正是可能制造大伯莎光帶上鋯石的原材料势誊。順便說(shuō)一句呜达,鋯石晶體有保存鈾同位素的有用習(xí)慣。這些可以用于放射性定年粟耻,這個(gè)過(guò)程告訴我們長(zhǎng)英巖碎屑的年齡在40億到41億年之間查近。
把這兩條線(xiàn)索放在一起,一個(gè)潛在的事件時(shí)間表就出現(xiàn)了挤忙。根據(jù)研究中提出的假設(shè)霜威,在40億至41億年前,位于大陸地殼下12英里(19公里)處的一些巖漿硬化為了碎屑饭玲。
我們知道我們的星球在那個(gè)時(shí)候被隕石包圍(這一過(guò)程產(chǎn)生了許多非常古老的花崗巖)侥祭。重復(fù)的撞擊會(huì)使碎屑越來(lái)越靠近地表,直到——最終——一枚彈丸以足夠的力量撞擊地球,將火山灰發(fā)射到太空矮冬。
據(jù)估計(jì)谈宛,40億年前,我們的月球離地球的距離大約是現(xiàn)在的三倍胎署。據(jù)推測(cè)吆录,這些遙遠(yuǎn)的碎屑填補(bǔ)了這一缺口,并降落在自然衛(wèi)星上琼牧。但是隕落的隕石也騷擾了月球恢筝。大約39億年前,其中一次撞擊部分融化了碎屑巨坊,并將其推到月球表面之下撬槽,在那里它與其他碎屑合并,成為角礫巖的一部分趾撵。
最后侄柔,2600萬(wàn)年前,小行星撞擊產(chǎn)生了錐形隕石坑占调,使大伯莎得以自由——在1971年的一個(gè)歷史性的日子里暂题,它被推到了艾倫·謝潑德(Alan Shepard)來(lái)的地方,后者抓住了這塊巖石究珊。多么瘋狂的旅程薪者!
遲早
如果長(zhǎng)英質(zhì)碎屑真的起源于陸地,那么具有諷刺意味的是剿涮,它可能是地球上已知最古老的巖石言津,與來(lái)自加拿大西北地區(qū)的40.3億年前的阿卡斯塔片麻巖的年齡相當(dāng)。在魁北克省幔虏,Nuvvuagittuq綠巖帶至少有39億年的歷史纺念。在西澳大利亞的杰克山,科學(xué)家們找到了大約43.7億年前形成的鋯石想括。但這些晶體似乎在某一點(diǎn)上與原始巖石分離陷谱。另一方面,該研究的合著者大衛(wèi)·A·克林告訴《科學(xué)》雜志瑟蜈,大伯莎的長(zhǎng)英質(zhì)碎屑和鋯石同時(shí)形成烟逊。