大約8億年前,一連串的小行星撞向月球,在月球表面撞擊出一個個的隕石坑。但月球並不是這次行星轟炸的唯一受害者。
如果月球在這段時間內經歷了多次小行星撞擊,那麼它的近鄰和母星--地球,很可能也在這場宇宙 "風暴 "中留下了傷痕,時間早已抹去了這些古老撞擊的所有痕跡。而研究人員在一項新的報告中說:「那場大規模的轟炸可能將地球變成了一個巨大的雪球。」
從月球隕石坑的大小和數量來看,那是一場相當巨大的小行星風暴。科學家估計,撞擊地球和月球的小行星的總重量可能是撞向現在墨西哥並形成奇庫魯布隕石坑的小行星質量的60倍,這次撞擊讓地球結束了恐龍的統治。
即使從地球上看,不用怎麼放大,月球的表面也有成千上萬的隕石坑,這些隕石坑是由早期太陽系中呼嘯而過的太空巖石所造成的。日本大阪大學地球與空間科學系教授寺田健太郎(Kentaro Terada)在一封電子郵件中告訴Live Science,通過研究月球表面不同部位的撞擊坑的大小和集群,科學家們可以近似地計算出這些傷痕的年齡,這種技術被稱為 "隕石坑年代學"。
對於新的研究,科學家分析了日本航天局2007年發射的月球探測器(SELENE)收集的月球數據。據這個探測器被稱為 "輝夜",取名自日本流行的民間故事中的月球公主Kaguya-hime)。
科學家們懷疑,"輝夜 "對月球隕石坑的觀測可以揭示出許多關於遠古撞擊地球的情況。寺田在郵件中說,月球上的隕石坑不會像地球上的隕石坑一樣被侵蝕;而地球上超過6億年的小行星撞擊痕跡會被火山活動和風化侵蝕,但月球上非常古老的撞擊痕跡依然保存完好。
從輝夜的數據中,研究人員調查了59個大型月球隕石坑,直徑從12到58英裡(20到93公裡)不等。然後,在大隕石坑的噴出物--由撞擊噴出的周圍物質組成的圓圈中,研究者統計了直徑從300英尺(0.1公裡)到0.6英裡(1公裡)的小隕石坑的數量。科學家們通過計算其隕石坑的密度來推算形成的年齡。
阿波羅11號任務曾從其中的一個大隕石坑--哥白尼坑中收集到土壤樣本,將其年代確定為8億年前。而8個大隕石坑的撞擊物中都有數量相近的小隕石坑,意味著它們的形成時間非常接近,可能是小行星雨的結果,寺田解釋說。
由於地球和月球作為宇宙夥伴共存了大約45億年,"這一發現成為地月系統的關鍵見解,"科學家在研究報告中寫道。"小行星雨肯定不僅發生在月球上,而且也發生在地球上。"
寺田說,由於月球保存了這些古老撞擊的近乎原始的記錄,科學家們可以將月球視為 "太陽系歷史的見證者",揭示地球早已消失的撞擊歷史。
根據已知的8億年前左右的小行星群的運行軌跡,科學家們懷疑這場風暴是由太陽系小行星帶中直徑約25英裡(40公裡)的巖石、富含碳元素的隕石群破壞造成的。根據研究報告,當科學家們對砸向月球和地球的隕石的大小和數量進行建模時,他們計算出空間碎片的質量加起來將達到數百萬億公斤。
作者寫道,這為地球遠古時期出現的8億年至7億年前的劇烈氣候轉變提供了一個有趣的新解釋。
在這個被稱為 "雪球地球 "的冰川期,地球經歷了一次全球性的深度凍結,整個表面從南極到北極都被冰層覆蓋。科學家一直懷疑是火山或其他 "地殼運動 "導致了這場大冰川,但這一新的月球證據暗示,形成冰川的原因可能源自太空,所謂的雪球地球可能是小行星轟炸造成的。