研究发现月球形成的时间，比之前设想的稍晚一些。当一颗火星大小的原行星（忒伊亚）在与年轻地球碰撞中被摧毁时，碰撞中喷出的碎片就产生了一个新天体，也就是现在的月球。由马克西姆·莫里斯领导的德国航空太空中心（DLR）的行星地球物理学家与明斯特大学科学家一起，使用一种新的数值模型，重建了事件发生的时间：44.25亿年前，之前关于月球形成假设是45.1亿年。
这比新的计算显示早了万年，其研究成果发表在《科学进展》期刊上。45亿年前，太阳系仍是一片混乱，地球仍在不断增长到现在的大小，以所谓行星体的形式“收集”物质。它们以前是在围绕早期太阳运行的尘埃和气体圆盘中形成。年轻地球内部变得越来越热，岩石地幔的大部分逐渐融化，形成岩浆海洋。就是在这个时候，地球获得了一颗天然卫星（月球）。
地球和一颗原行星（忒伊亚）之间的碰撞，将岩石从年轻的地球上抛出。最终，这些碎片凝聚成一个新天体——卫星月球。理论上，大多数科学家都同意月球是这样形成的，但不同意这个过程的细节，特别是不同意它发生的时间，因此一直以为存在很多争议。最新建模的研究结果表明，年轻的地球是在45.67亿年前太阳系诞生约1.4亿年后被一颗原行星撞击。
地球VS忒伊亚
根据计算，这发生在44.25亿年前（不确定性为万年）那时月球就诞生了。当时，地球刚刚发展成为一颗行星。在这一发展过程中，重金属成分下沉到其中心，形成了一个由铁和镍组成的核心，核心被厚厚的硅酸盐岩石地幔所包围。由于增生和放射性元素的衰变，地幔岩石变得越来越热。这使得金属和硅酸盐可以在几千万年内在地球内部发生分离。在这个阶段，地球受到了原行星（忒伊亚）的撞击，这是一颗可能有火星大小的原行星。
忒伊亚是希腊神话中的泰坦之一，也是月亮女神塞勒妮的母亲。在太阳系早期，会有很多这样的天体，其中一些是从太阳系喷射出来的，而另一些则是由于与其他天体的碰撞而被摧毁。然而，忒伊亚撞击了地球，并导致大量物质从行星的地幔中喷射出来，以至于月球能够从地幔中形成。在这次猛烈的撞击中，形成了几千公里深的岩浆海洋。然后，地球在这次碰撞之后，没有留下任何忒伊亚的踪迹。
重建月球的形成是如何由这一事件引发的，需要大量的想象力和创造力。地球和原行星忒伊亚的碰撞具有巨大能量，也蒸发了地球早期地幔中的大量岩石。在它重新聚集在那里形成岩石之前，它被抛出并收集在地球周围的一圈尘埃中。DLR行星研究所行星物理系主任、该研究的合著者多丽丝·布鲁尔解释说：由此，月球在很短的时间内就形成了，可能只用了几千年。
确定月球形成时间
科学家们在月球形成历史上大体上是一致的看法，但还无法确定确切的日期。因为如六次阿波罗登月任务宇航员带回地球的月岩，都没有直接记录地球天然卫星的年龄。现在，德国航天中心和明斯特大学科学家用一种新的间接方法确定了月球形成时间。这项研究的另一位合著者萨布丽娜·施温格描述了事件的时间顺序，她说：我们的计算表明，这最有可能发生在地球形成的最后阶段。
不仅仅是地球在其年轻早期就拥有岩浆海洋，从吸积中获得的能量也导致月球上岩浆海洋的形成。月球几乎完全融化，与地球类似，被超过公里深的岩浆海洋覆盖。岩浆海洋很快就开始凝固，并在表面形成了一层漂浮的轻质晶体外壳。但在这个隔热的外壳下，减缓了岩浆海洋的进一步冷却和凝固，月球在很长一段时间内都保持着熔融状态。
到目前为止，科学家们无法确定岩浆海洋需要多长时间才能完全结晶。这就是为什么之前科学家们无法得出月球最初形成时间的原因，为了计算月球岩浆海洋的寿命，科学家们使用了一种新的计算机模型，该模型首次综合考虑了岩浆凝固过程中涉及的过程。新模型的结果表明，月球岩浆海洋寿命很长，花了近2亿年才完全凝固成地幔岩石。
揭示月球的年龄
这个时间尺度比以前研究计算的要长得多，原来的计算机时间只有万年。为了确定月球的年龄，科学家们不得不更进一步，计算了在岩浆海洋凝固过程中形成富含镁和铁的硅酸盐矿物组成是如何随着时间的变化而变化。研究发现，随着凝固过程的进行，剩余岩浆海洋的组成发生了剧烈变化。这一发现意义重大，因为这能将月球上不同类型岩石的形成与其岩浆海洋演化的某个阶段联系起来。
通过将月球岩石的实测成分与模型中预测的岩浆海洋成分进行比较：研究人员能够将岩浆海洋的演化追溯到它的起点，也就是月球形成的时间。所以，最新研究结果表明：月球形成于44.25±0.亿年前。明斯特大学行星学研究所的托尔斯滕·克莱恩说：这是第一次发现月球的年龄与地球形成末期发生的事件直接相关。
博科园｜研究/来自：德国航空太空中心参考期刊《科学进展》DOI:10./sciadv.aba博科园｜科学、科技、科研、科普