發現月岩含地球惰性氣體，為大撞擊理論的有力證據

蘇黎世聯邦理工學院地球化學和岩石學研究所科學家研究非常小的月球隕石，發現成分含令人信服的證據，證明月球與地球是從相同物質形成，且可能形成於 45 億年前災難性撞擊後。

自從1960年代後期阿波羅計畫（Apollo program）幫助科學家取得月球岩石以來，大撞擊說（Giant Impact theory）成為月球形成的重要模型，大撞擊說為一顆約火星大小天體撞擊原始地球，產生碎片聚集形成月球。近期科學家分析月球岩石表明，月球與地球的地質特性有驚人相似性，尤其兩星球岩質相同的穩定同位素比率，代表兩者有共同起源。但要證明這件事並不容易，且更重要的是，如何描述確切影響的性質和撞擊後時間序都是重要的挑戰。

來自月球的玄武岩隕石，主要是由月球地下熔融岩漿形成，當冷卻凝固後，仍被地表頂層岩石保護，隔開太陽風和輻射。一次高能撞擊事件，將這塊岩石從月球炸開噴飛至太空，部分隕石掉落冰天雪地的南極洲，相對容易找到。

研究團隊分析6個月球隕石樣本，發現隕石微小玻璃碎片含氖氣和氦氣等稀有氣體，與地函發現的氣體一致。這些氣體也存在於太陽風，但來自月球地表下方的隕石樣本，並未暴露於太陽風，意味氣體必須是不同來源。同時科學家使用強大質譜儀分析，排除隕石受太陽風和外源汙染的可能性，故惰性氣體很可能起源於陸地。此發現不僅證實大撞擊理論，且有助釐清此影響的性質。

▲ 含惰性氣體的月球玄武岩隕石（LAP 02436）。（Source：ETH Zurich）

早期月球形成模型表明，大撞擊說是適度緩慢的撞擊過程。但最近月球形成的模型，提供其他可能產生相同結果的選擇，包含與快速旋轉的原始地球發生高能撞擊，這將產生碎片和蒸發物質組成的熔融圓盤，凝結形成月球。

研究團隊提出兩種關於惰性氣體如何鎖在月球內部說法：第一種情況，月球形成後，初期環境充滿岩漿海，需要幾百萬年才能冷卻凝固，撞擊事件就提供充足時間，讓物質傳遞至月函，並與整體月函混合。第二種情況，月球是從撞擊後地函碎片吸積形成，使惰性氣體直接儲存在月球月函，就像儲存在地球地函。

大撞擊理論現在幾乎可得到驗證，研究團隊發現的證據令人信服，但還有更多需要解決的問題，團隊正為掌握精確初始撞擊事件的確切性質努力，研究月球隕石其他更難辨識的惰性氣體，如氙氣和氪氣，未來可能發揮作用。相關研究發表於《SCIENCE ADVANCES》期刊。