嫦娥六号月壤揭示碳质小行星撞击地月系统比预期晚
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月球上记录了太阳系近40亿年的小行星撞击史。记者7日从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，利用嫦娥六号月背样品，该所林杨挺研究员团队首次揭示，在43亿年前到28亿年前期间，撞击地月系统的小行星类型发生显著变化：早期以非碳质小行星为主，而碳质小行星则在较晚时间“登场”。这一发现为地球水的来源和太阳系轨道动力学演化提供了新制约。相关研究成果发表于《地球物理研究杂志·行星》。
研究团队从嫦娥六号月壤中分选出40个含微小金属颗粒的撞击碎屑，这些碎屑如同封存撞击历史的“时间胶囊”。根据共生的矿物组成，这些金属被分为两类：一类保存在玄武岩碎屑中，代表了玄武岩喷发之后近28亿年以来积累的小行星碎片；另一类来自从其他地区溅射而来的更古老的月球高地斜长岩，记录的撞击事件可向前推至43亿年前。
“小行星撞击后残留的铁镍金属颗粒，就像独特的地球化学‘指纹’，能够告诉我们撞击体来自哪一类小行星。”论文第一作者、中国科学院地质与地球物理研究所博士后刘小莹介绍。分析表明，13个古老碎屑中的金属颗粒主要对应内太阳系的普通球粒陨石和铁陨石，碳质小行星型金属占比不足8%；而27个年轻碎屑中，碳质小行星来源的金属比例升至约26%。这意味着在距今43亿到28亿年间，碳质小行星的撞击贡献显著增加。
碳质小行星富含水和有机物，被认为是地球早期水的重要来源。然而，此次研究发现碳质小行星的撞击具有“滞后性”：它们集中出现的时期较晚，此时太阳系撞击通量已大幅衰减，这很可能限制了它们向地月系统输送水和挥发分的总量。那么，小行星类型为何发生转变？研究团队提出三种可能：巨行星轨道迁移将大量外太阳系碳质小行星散射入内太阳系；雅克夫斯基效应使碳质小行星轨道缓慢漂移；或大型碳质小行星碰撞解体，产生大量碎片。
“月球是最完整记录地月系统撞击历史的天然档案库。”论文通讯作者林杨挺表示，未来通过采集月球上不同年龄区域的样品，将能更加精细地刻画小行星类型的演变规律，不仅深化对内太阳系撞击历史的认识，也为天体轨道动力学演化提供关键参数。
（中国科学院地质与地球物理研究所供图）
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