嫦娥五號解答：月球上那麼多坑，這一場終極災難如何而來

原標題：嫦娥五號解答：月球上那麼多坑，這一場終極災難如何而來

來源：科學聲音

到發文的時候爲止，嫦娥5號仍然在環繞月球的軌道上運行，看時機合適就會開發動機加速，飛離月球的引力範圍，踏上回家之旅。加速也不是一蹴而就，需要分3次加速才能達到足夠的速度。這一次，嫦娥5號從風暴洋的北部取了2公斤的土壤和岩石樣本。如果順利返回地面的話，夠科學家們忙上一陣子的，不知道要發多少篇頂級期刊的論文。爲什麼大家對這次取樣這麼關注呢？因爲月球還有太多的未解之謎讓科學家們撓頭。比如說月亮到底是從何而來呢？月亮實在是太特殊了。水星和金星是沒有衛星的。火星從小行星帶裏俘獲了兩個歪瓜裂棗。唯獨月亮又大又圓，比例大得出奇。所以，月球的起源就成了一個謎。

當然，月球之謎還有很多。阿波羅登月總共採集了380公斤的月球土壤和岩石標本，蘇聯的月球系列探測器也帶回了400克左右的月球岩石和土壤。英國謝菲爾德大學的科學家們分析了來自阿波羅計劃的4個獨立的樣本，綜合蘇聯月球探測器的樣本，他們發現了一件非常奇怪的事情——有些岩石標本屬於“隕擊熔岩”。也就是因爲隕石撞擊的巨大能量而熔化，後來又冷卻下來變成了一塊岩石。這些隕擊熔岩就代表着一次又一次的隕石撞擊。經過放射性同位素分析，這些隕擊熔岩普遍都是39億年前形成的。同一年，加州理工的科學家團隊也得出了類似的結論。地球上很難找到年齡超過38億年的岩石，由此，38億年前的事兒，我們只能依賴從月球上取回的樣本，以及從太空掉下來的隕石。加州理工的團隊發現，從月球上採集的隕擊熔岩的年齡集中在39億年前，上下不過5000萬年的一個狹窄區間之內。按照概率分析，這段時間內月球被隕石砸得非常慘，被隕石撞擊的概率大增。所以，他們就把這件事成爲“終極月球災難”。不過這個名字後來被改稱了“後期重轟炸期”，也可以翻譯成“晚期重轟炸期”，簡稱LHB。

不過當時用的放射性元素分析畢竟比較粗糙，因此很多人對這個結論還將信將疑。而且總是有人懷疑，阿波羅任務和蘇聯月球系列探測器取得的樣本太少，只能代表月球表面4%的面積，不能說明問題。到了2000年，科學家們找到了新的辦法。那就是利用月球隕石來做分析。當小行星撞擊月球表面的時候，說不定就會有塊石頭被崩飛了，月球引力很小，用不了多大力氣就可能飛出月球的引力範圍，反而被地球捕獲，最後掉到地球上成爲隕石。我們不知道月球隕石到底來自於月球的什麼部位，應該是具有更強的隨機性，更能說明問題。經過分析，這些隕石的年齡起碼達到了38億年。說明在38億年前，的確是發生過一系列非常密集的撞擊事件。那麼，38億年~41億年前這段時間爲什麼會出現隕石亂飛的情況？早不砸晚不砸，偏偏這時候亂扔“磚頭瓦塊”？科學家們用計算機對當時大行星以及各種小天體的軌道做了模擬計算。行星的軌道不是一成不變的，也會發生變化。大概就在38億年前，老大哥木星和二師兄土星發生了軌道共振。所謂的軌道共振就是運轉週期呈現了整數比，比如說1：2，土星每公轉1圈，木星就轉2圈。或者是2：3的比例，這種簡單整數比造成的後果是非常嚴重的。這二位的引力可不是鬧着玩兒的。

小行星帶的各種小天體就被太陽系的老大和老二齊心協力給扔出去了。這二位當然是亂扔的，並沒有特定的方向，偶爾有幾顆不長眼的，就奔了地球和月亮。月亮被打得滿臉包，地球也好不到哪裏去。按照概率計算，地球上會出現幾個比我國版圖還大的隕石坑。40個直徑1000公里的隕石坑。直徑超過40公里的隕石坑足有2.2萬個。從時間上看，每100年就輪上一次大災，這日子徹底沒法過了。

至此，似乎是證據確鑿，電腦的模擬計算也是非常值得信賴的。似乎後期重轟炸期這件事兒可以板上釘釘了。但是，且慢且慢，美國2009年發射了“月球勘測軌道飛行器”，這傢伙繞着月球拍攝了清晰度非常高的照片。發現月球上的雨海有物質被拋射到了隔壁澄海。澄海、雨海和酒海是月球上三個非常大的撞擊坑。小天體砸出雨海這個坑的時候，很多噴濺出來的碎石顆粒被扔到了隔壁的澄海撞擊坑裏，拋射物質會留下痕跡，這事兒錯不了。

這下壞菜了，當年阿波羅登月行動從澄海地區採集的樣本還算不算數？拿回來的是澄海本地的石頭，還是隔壁雨海濺出來的物質？現在已經說不清了。科學家麼現在陷入了僵局。所以，他們是早也盼，晚也盼，盼望嫦娥5號的取樣來到身邊。嫦娥5號取樣的地點遠離了阿波羅取樣的中緯度地區。而且這個地區的年齡要比阿波羅取樣的地區年輕很多。到底存在不存在一個集中的“後期重轟炸期”，就靠嫦娥5號一錘定音了。嫦娥5號取樣返回在科學上的意義，就是這麼重要。科學家爲什麼會對後期重轟炸期這麼感興趣呢？因爲這還牽扯到另外一個大問題，那就是地球上的水從何而來。有關地球上水的來源，科學家們提出了幾個方向，首先是太陽風吹來了大量的氫離子，這些氫離子後來和氧元素結合形成了水。在地球大氣的高層，每年可以產生1.5噸的水。即便是經歷46億年，產生出來的水也纔不過67.5億噸，三峽水庫的庫容都有393億立方米，這點水幾乎可以忽略不計。

第二個可能性是地球形成的時候，從孃胎裏帶來的。如果你家有岫巖玉做的首飾，你肯定想不到這裏面是含有水分的，岫巖玉就是一種蛇紋石，蛇紋石裏就含有大量的結晶水，大概能超過10%，可是誰也沒見過石頭能擠出這麼多水來，因爲水融合進了每個岩石的分子之中。在地球的深處，到處都是這種含水的岩石，總量非常驚人。如果有一小部分變成液態水，隨着地質活動或者是火山噴發來到了地表，那數量可相當可觀。根據科學家的計算，這些水量大概能有全球總水量的一半。那麼，另一半是哪裏來的？很有可能就是由小行星撞向地球的時候帶來的。哪個階段地球挨撞的機會最多呢？當然是後期重轟炸期嘛。

小行星上哪裏來的這麼多水呢？其實呢，太陽系里根本就不缺水。但是，大部分水分都在遙遠的小行星帶以外。爲啥呢？這就涉及到一條所謂的“雪線”。距離太陽越近，光照越是充足，溫度也就越高。水都是以蒸汽的形式存在的，甚至會被強輻射分解。只有遠到一定程度，溫度足夠的低，水纔有可能凝結成小冰顆粒，沾染在灰塵上。灰塵帶着水份逐漸凝聚，形成大石頭，逐漸碰撞累積，最後變成大的天體。所以啊，彗星乾脆就是個“髒雪球”。小行星上的水份也不少。後期重轟炸期的毀滅性的災難反而可能給我們送來了生命誕生最重要的物質——水。但是，科學家們也發現了問題。氫有一種同位素叫氘，分析小行星或者是彗星上的水分的氫和氘的比值，發現和地球上的是不相符的。這到底是怎麼回事兒，還需要我們對小行星展開更詳細的勘察。最好是派個探測器去打探打探。現在，越來越多的科學家意識到，太陽系形成的早期，遠不像我們想象的那麼簡單。到底小行星或者彗星帶來多少水？地球本地有多少水？是在地殼形成之前還是之後？這些都是要通盤考慮的。