月亮起源的又一条线索

来源：ETH 苏黎世联邦理工学院

研究人员发现了第一个确凿的证据，证明月球从地幔中继承了本土稀有气体。这一发现代表了了解月球以及潜在的地球和其他天体是如何形成的谜题的重要组成部分。

人类一直对月球保持着持久的迷恋。然而，直到伽利略时代，科学家才真正开始研究它。在近五个世纪的时间里，研究人员就月球是如何形成提出了许多备受争议的理论。现在，苏黎世联邦理工学院的地球化学家、宇宙化学家和岩石学家为月球的起源故事提供了新的视角。在刚刚发表在《科学进步》杂志上的一项研究中，研究团队报告了调查结果，该发现显示，月球从地球地幔中继承了本地的氦和氖稀有气体。这一发现增加了对目前青睐的“巨型撞击”理论的已经很强的限制，该理论假设月球是由地球和另一个天体之间的大规模碰撞形成的。

从月球到南极洲的陨石

在苏黎世联邦理工学院的博士研究期间，帕特里齐亚·威尔分析了从美国宇航局获得的南极收藏的六颗月球陨石样本。陨石由玄武岩组成，岩浆从月球内部形成并迅速冷却。形成后，它们仍然被额外的玄武岩层覆盖，这保护了岩石免受宇宙射线，特别是太阳风的伤害。冷却过程导致在岩浆中发现的其他矿物中形成月球玻璃颗粒。威尔和团队发现，玻璃颗粒保留了太阳气体的化学指纹（同位素特征）：来自月球内部的氦和氖。他们的发现强烈支持月球继承了地球上本土的稀有气体。威尔说，首次在月球玄武岩材料中发现与月球表面任何暴露无关的太阳气体是一个令人兴奋的结果。

没有大气层的保护，小行星不断向月球表面击落。可能需要高能撞击才能将陨石从熔岩流的中间层喷射出来，类似于被称为月球母海的广阔平原。最终，岩石碎片以陨石的形式进入地球。其中许多陨石样本是在北非的沙漠中采集的，或者在这种情况下，是在南极洲的“寒冷沙漠”采集的，在那里它们更容易在景观中发现。

Grateful Dead歌词启发了实验室乐器

苏黎世联邦理工学院的贵族气体实验室里有一台名为“Tom Dooley”的最先进的高贵气体质谱仪，用感恩至死的曲调以同名演唱。当早期研究人员一度将高度敏感的设备悬挂在实验室的天花板上以避免日常生活振动的干扰时，该仪器得名。使用Tom Dooley仪器，研究团队能够测量陨石中的亚毫米玻璃颗粒，并排除太阳风作为检测到气体的来源。他们检测到的氦和氖的丰度比预期的要高得多。

Tom Dooley非常敏感，事实上，它是世界上唯一能够检测到氦和氖浓度如此之微的仪器。它用于检测默奇逊陨石70亿年谷物中的这些稀有气体，默奇森陨石是迄今为止已知最古老的固体物质。

寻找生命的起源

知道在哪里查看美国宇航局收集的约7万颗经批准的陨石是向前迈出的重要一步。苏黎世联邦理工学院教授Henner Busemann教授、地外稀有气体地球化学领域的世界领先科学家之一，我坚信，将有一场研究陨石材料中重惰性气体和同位素的竞赛。他预计，很快研究人员将寻找氙气和氪等更难识别的惰性气体。他们还将在月球陨石中寻找其他挥发性元素，如氢或卤素。

Busemann评论道：“虽然这种气体对生命来说不是必需的，但想知道其中一些稀有气体是如何在残酷和暴力的月球形成中幸存下来的。这些知识可能有助于地球化学和地球物理学的科学家创建新模型，更普遍地展示这些最不稳定的元素如何在太阳系内外的行星形成中幸存下来。”