地球上最古老的岩石可能已经被发现(在月球上!)


宇航员埃德加D。米切尔(左)和宇航员艾伦B。谢泼德。研究阿波罗14号任务的月球样本,包括最大的样本,篮球大小的石头“大伯莎”。 美国国家航空航天局

2月。6,1971年,已故的宇航员艾伦谢泼德,NASA的指挥官阿波罗14号任务,在月球上散步。他和另一位太空旅行者埃德加·米切尔(Edgar Mitchell)当时正忙着在一个叫做圆锥形火山口(Cone Crater)的洼地周围收集岩石。引用谢泼德自己的话,其中很多都是“手工大小的样本”,但这对夫妇带回家的是一些较大的纪念品,了。

其中一块篮球大小的石头——由谢泼德收集——为自己赢得了一个绰号:胖女人.“正式名称为”月球样品14321,“大伯莎重约19磅(9公斤),这是阿波罗14号带回地球的最大的岩石第三大被任何一个阿波罗任务.

虽然谢巴德在月球上发现了大伯莎,这可能不是故事的起源。岩石是角砾岩,一种被称为“碎屑”的地质碎片大杂烩,由水泥状混合物粘合在一起。一项新发表的假说说,大伯莎的一部分形成于数十亿年前,就在地球上。事实上,尽管与月球有关,这可能是迄今为止发现的最古老的“地球岩石”。

寒冷的情况下

Big Bertha的起源是一项研究的焦点1月出版。发表在《地球与行星科学通讯》杂志上.这篇论文的作者包括一个由地球科学家组成的国际团队,他们研究了阿波罗14号采集的月球岩石,包括月球样本14321。在很大程度上,这个著名角砾岩上的碎屑是深灰色的,但是还有一个轻的一个这很吸引人。

它是由felsite,一种含有长石和石英矿物的火山岩。浅灰色的碎屑,这是2厘米(0.7英寸),也含有微小的锆石晶体。许多锆石含有生命信息关于它们何时何地形成的环境。

对Big Bertha's light patch中锆石的近距离观察表明,这些晶体是由cool,富氧岩浆.然而,这种熔融岩石在月球表面附近并不存在。找到一些,你需要去旅行100多英里(162公里)在月球表面以下,Shepard和Mitchell发现了Big Bertha。

那么这些锆石——以及它们所属的碎屑——是如何落到地表的呢?可能是受到了猛烈的冲击。当陨石或小行星撞击行星或月球时,它可以把深埋在地壳下面的物质运送到地表。

如前所述,大伯莎是在一个撞击坑中被发现的。所以情况下关闭,对吧?好吧,也许不是。圆锥坑——大约有250英尺(76米)深,1000英尺(304米)宽的区域被创造出来2600万年前.科学家们认为,留下这片洼地的剧烈运动可能无法挖掘出位于月球下方45英里(72.4公里)以上的任何地质物质。

照片中央的大石头是月球样本编号14321,被称为“大伯莎”,被认为是地球上发现的最古老的岩石。
美国国家航空航天局

家碎屑

肯定的是,Big Bertha的felsite碎屑岩可能起源于月球岩浆库的深处。但这似乎不太可能。该研究的作者认为,另一种情况更有可能发生。

在地球表面以下12英里(19公里)处,有一种凉爽的供应,氧化岩浆。这可能正是制造大伯莎光斑上锆石的原材料。顺便说一下,锆石晶体具有良好的保存习惯同位素。这些可以用来同位素年龄测定,这个过程告诉我们felsite clast有40到41亿年的历史。

把这两条线索放在一起,就会出现一个潜在的事件时间表。根据研究中支持的假设,一些岩浆在地球地下12英里(19公里)大陆地壳在40亿到41亿年前,这些碎片变得坚硬。

我们知道我们的星球曾经是被陨石在那些日子里(这一过程产生了许多非常古老的花岗岩)。重复的撞击会使碎片越来越靠近地表,直到最后,一颗弹丸以足够的力量击中地球,将felsite发射到太空中。

据估计,40亿年前,月亮是圆的近三倍比现在更接近地球。据说,遥远的碎片跨越了鸿沟,落在了自然卫星上。但是陨落的陨石骚扰了他们月亮,了。大约39亿年前,其中一个影响部分融化碎片把它推到月球表面下,在那里,它与其他碎屑融合,成为角砾岩的一部分。

最后,2600万年前,小行星撞击产生了圆锥陨石坑,释放了大伯莎——推动它来到艾伦·谢泼德来的地方,并在1971年具有历史意义的一天攫取了这块岩石。真是一次疯狂的旅行!

迟早的事

如果felsic碎屑确实起源于陆地,讽刺的是,它可能是地球上已知最古老的岩石。位于加拿大西北部的阿斯塔片麻岩已有40.3亿年的历史类似的在年龄。在魁北克,的Nuvvuagittuq绿岩带它至少有39亿年的历史。在澳大利亚西部的杰克山,科学家已经确定了大致形成的锆石的位置43.7亿年前.但这些晶体似乎在某些时候脱离了它们原来的岩石。另一方面,研究合著者David A。克林告诉科学杂志上说伯莎的长石碎屑和锆石是同时形成的。


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