アポロ17号のサンプルにより、月はこれまで考えられていたよりも4000万年古いことが判明

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1970年代にアポロ17号の宇宙飛行士が集めた月の塵により、月はこれまで考えられていたよりも4000万年古いことが明らかになった。

1972 年 12 月 11 日に月に着陸した後、NASA の宇宙飛行士ユージン サーナンとハリソン シュミットは月面から岩石や塵を収集しました。 そのサンプルの新たな分析により、ジルコンの結晶が明らかになり、その年代は44億6,000万年前であることが判明した。 これまでの推定では、大規模な天体衝突の結果として形成された月の年齢は44億2500万年であることが示されている。

結果は月曜日の雑誌に掲載されました 地球化学的観点からの手紙。

「これらの結晶は、巨大衝突後に形成された既知の最古の固体です。なぜなら、私たちはこれらの結晶の年齢を知っているからです」と、この研究の主著者であるフィリップ・ヘックと、隕石極地研究部門のキュレーターであるロバート・A・プリツカーは述べています。シカゴのフィールド自然史博物館は報告書で「月の年代表のアンカーとしての役割を果たしている」と声明を発表した。

私たちの太陽系の初期、地球がまだ形成され、成長していた頃は混沌としており、宇宙では岩石の物体が頻繁に衝突していました。 研究者らによると、40億年以上前のこの時期に、火星ほどの大きさの物体が地球に衝突し、大きな岩石が飛び散り、それが月になったという。 しかし学者たちは、この極めて重要な出来事の日付を正確に特定するのに苦労している。

火星ほどの大きさの物体が地球に衝突したときのエネルギーによって、最終的に月の表面を形成する岩石が溶けました。

「このように表面が溶けると、ジルコンの結晶は形成できず、生き残ることもできませんでした」と、博物館のネガウニー統合研究センターのシニアディレクターであり、大学地球物理科学部の教授でもあるヘック氏は言う。 「月のマグマオーシャンが冷えた後に形成された。」

「そうでなければ、それらは溶けてしまい、化学的特徴が消去されてしまうでしょう。」

研究の共著者であるカリフォルニア大学ロサンゼルス校地球惑星宇宙科学部研究員ビドン・チャン氏による以前の研究では、月の塵に含まれる結晶の年齢を測定することで実際の月の年齢が明らかになる可能性があると示唆されていた。 、 良い。

張氏とドイツのバイロイト大学実験惑星科学教授である同僚のオードリー・ブービエ氏は、ヘック氏とグラスゴー大学の地球科学研究員で研究主任著者のジェニカ・グリア氏に、以下の方法を使って結晶をナノスケールで観察するよう依頼した。高度なテクニック。 化学組成を決定し、月齢を決定します。

研究著者らによると、この研究は原子プローブ断層撮影法を使って結晶の年代を特定する分析手法を初めて利用したもので、イリノイ州エバンストンにあるノースウェスタン大学の機器を使用して実施されたという。

「原子プローブ断層撮影法では、非常に高級な鉛筆削りのような集束イオンビーム顕微鏡を使用して、月のサンプルの一部を非常に鋭い先端まで削ることから始まります」とフィールド博物館の博士候補者だったグリア氏は語った。 。 私が研究に取り組んだときはシカゴ大学でした。 「次に、紫外線レーザーを使用して、その先端の表面から原子を蒸発させます。原子は質量分析計を通過し、その移動速度から原子の重さがわかり、その原子が何でできているかがわかります。」

分析の結果、放射性崩壊を受けたジルコン結晶内部に存在するウラン原子の数が判明した。 原子の陽子と中性子の構成が不安定な場合、元素は変形する可能性があり、ウランが崩壊して鉛になるように、一部の原子が崩壊します。 このプロセスにかかる時間を追跡することで、科学者はウラン原子と鉛原子の比率を比較することで、何かの年齢を判断できます。

「放射年代測定は砂時計のような働きをします」とヘック氏は言う。 「砂時計では、砂が 1 つのガラス球から別のガラス球に流れ、下の球に砂が蓄積することで時間の経過が示されます。放射性年代測定も同様に、親原子の数と、それらが変換した娘原子の数を数えることによって機能します。変換率がわかっているため、時間の経過を計算できます。

研究チームは、月の塵サンプルに含まれる鉛同位体を使用して、その結晶の年齢が44億6,000万年であることを特定し、月が少なくともその年齢であるに違いないことを示しました。

「この岩石が、これまでに発見された月の最古の部分であるという証拠を得ることができたのは驚くべきことだ」とグリア氏は語った。 「地球は、地球に関する多くの疑問への接続点です。何かの年齢がわかれば、その歴史の中でその物に何が起こったのかをよりよく理解できるようになります。」

月のサンプルは 50 年以上前に地球に返されましたが、結晶のこのような詳細な分析を実行するために必要な技術の開発には長い時間がかかりました。 だからこそNASAは待った いくつかの原始的な標本を発見する それらはアポロ時代から近年まで収集されたもので、最先端の方法を使用して地球の自然な月についてさらに洞察できるようになりました。

「月は私たちの惑星系の重要なパートナーです」とヘック氏は語った。 「月は地球の自転軸を安定させます。これが 1 日が 24 時間である理由であり、潮の干満がある理由です。月がなかったら、地球上の生命は異なっていたでしょう。それは私たちの自然システムの一部です。私たちの研究は、その全体像に小さなパズルのピースを提供します。