地球和月球岩石之間微小的化學差異可能對關於月球如何形成的理論產生重大影響。地球化學家說，月球岩石比地球上的岩石含有稍微多一點的稀有同位素氧-17，他們使用非常精確的方法測量了氧。
“它改變了辯論的性質，”位於科羅拉多州博爾德市的西南研究所的行星科學家羅賓·卡努普說，她沒有參與這項研究。“如果地球和月球之間的差異是一個小量而不是零，我們需要知道這一點。”
大多數研究人員認為，月球形成於太陽系形成的早期，即45億年前，當時一顆大型原行星撞擊了早期的地球。碰撞產生的碎片混合在一起，然後沉降到地球周圍的軌道上，在那裡聚結成月球。然而，如果情況是這樣，科學家們預計會在月球中看到更多原始撞擊體的殘留物。月球岩石的化學成分將與地球岩石的不同。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
科隆大學的同位素地球化學家丹尼爾·赫瓦茨是研究團隊的成員，他說：“最大的問題始終是，為什麼我們看不到這種差異，為什麼地球和月球如此相似？”巨型撞擊“是一個很好的理論，可以解釋很多事情，但存在這個問題”。
發現差異
赫瓦茨和他的同事決定檢查氧同位素，因為行星和衛星具有獨特的氧指紋，記錄了它們誕生的確切環境條件。該論文今天發表在科學雜誌上。早期的研究發現，地球和月球中不同氧同位素的比例——按它們的整個體積平均——基本上是相同的。
對於這項新研究，研究人員使用了一種極其精確的基於雷射的方法來測量一系列地球岩石、隕石和阿波羅宇航員收集的三個月球樣本中的氧同位素。他們發現月球岩石中的氧-17比地球岩石多百萬分之12。“這是一個微小的差異，這就是為什麼以前沒有被發現的原因，”赫瓦茨說。
他認為，引發月球形成的撞擊體，一些科學家稱之為忒伊亞，可能在化學成分上類似於一類稱為頑火輝石球粒隕石的隕石。赫瓦茨說，至少在氧方面，這些隕石與地球足夠相似，以至於忒伊亞不會在月球的化學成分中留下重大印記。
碰撞辯論
一些科學家對此不以為然。伊利諾伊州芝加哥大學的名譽教授羅伯特·克萊頓是宇宙化學中氧同位素應用的先驅，他認為作者可能只是找到了一種更精確的測量方法。“我在這篇論文中沒有看到任何新東西——他們只是重新包裝了誤差條，”克萊頓說。他說，觀察到的差異根本不足以說明關於月球形成的任何重要資訊。
英國格拉斯哥大學的同位素研究員莉迪亞·哈利斯指出，氧-17在月球岩石中可能存在差異，因此三個阿波羅樣本可能不一定代表整個月球。她補充說，研究人員可能希望更仔細地研究其他元素的同位素。如果氧同位素比以前認為的差異更大，那麼鈦和矽等元素，在過去的分析中，它們在地球和月球中似乎是相同的，也可能存在微小但值得注意的差異。
不過，卡努普說，氧的發現可能會撼動該領域。行星建模者一直在嘗試開發碰撞情景，其中月球和地球在月球形成撞擊後最終在化學成分上相似，但並非完全相同。“我很高興看到那種辯論，”她說。