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月球在過去25億年里不斷遠(yuǎn)離地球
2022-10-17 11:08:22   來源:科技日?qǐng)?bào)

仰望夜空中的月亮,大概無人會(huì)想到它正慢慢地遠(yuǎn)離地球。1969年,美國(guó)國(guó)家航空航天局的阿波羅計(jì)劃在月球上安裝了反光板。數(shù)據(jù)表明,目前月球每年都在以3.8厘米的距離遠(yuǎn)離地球。

如果按月球目前的遠(yuǎn)離速度向前追溯,最終會(huì)推斷出,地球和月球大約在15億年前曾在一起。然而,月球是在大約45億年前形成的,這意味著月球目前遠(yuǎn)離的速度遠(yuǎn)比過去要快。

荷蘭烏得勒支大學(xué)和瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了可揭示月球逐漸“遠(yuǎn)去”的長(zhǎng)期歷史。這并非來自對(duì)月球本身的研究,而是來自于讀取地球上古老巖層中的信號(hào)。相關(guān)研究發(fā)表在最近的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

在澳大利亞卡里吉尼國(guó)家公園,一些峽谷中有著25億年前的分層沉積物。這些沉積物由獨(dú)特的鐵層和富硅礦物組成,曾經(jīng)廣泛沉積在海底,現(xiàn)在在地殼最古老的部分發(fā)現(xiàn)。如喬弗瑞瀑布懸崖,就顯示出紅棕色鐵層與更暗條層錯(cuò)落相間的紋理。


澳大利亞西部卡里吉尼國(guó)家公園的喬弗瑞峽谷,平均厚度為85厘米,呈現(xiàn)出紅褐色、較硬的巖石和較軟、富含粘土的巖石(如箭頭所示)之間的規(guī)律交替。這些變化歸因于地球軌道偏心率變化引起的過去氣候變化。
圖片來源:澳大利亞《對(duì)話》雜志


白色、紅色和/或藍(lán)灰色巖石的有節(jié)奏交替層,平均厚度約為10厘米(見箭頭)。這些變化被解釋為地球歲差周期的信號(hào),幫助研究人員估計(jì)了24.6億年前地球和月球之間的距離。
圖片來源:澳大利亞《對(duì)話》雜志

1972年,澳大利亞地質(zhì)學(xué)家A.F.特倫德爾提出,這些古老巖層的周期性模式可能與所謂的“米蘭科維奇周期”導(dǎo)致的過去氣候變化有關(guān),這種周期是每40萬(wàn)年、10萬(wàn)年、4.1萬(wàn)年和2.1萬(wàn)年變化一次,對(duì)氣候、動(dòng)植物遷徙和進(jìn)化都造成影響。這些變化的特征可通過沉積巖中的周期性變化來解讀。

地球和月球之間的距離與米蘭科維奇周期之一,即氣候歲差周期的頻率直接相關(guān)。這個(gè)周期是由地球自轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)或隨時(shí)間變化的方向引起的。這一周期目前的持續(xù)時(shí)間為2.1萬(wàn)年,但在過去月球離地球更近的時(shí)候,這一周期會(huì)更短。

對(duì)澳大利亞帶狀鐵構(gòu)造的分析表明,這些巖石包含多個(gè)尺度的旋回變化,大約以10厘米和85厘米的間隔重復(fù)。將這些厚度與沉積物的沉積速度結(jié)合起來,研究人員發(fā)現(xiàn)這些周期性變化大約每1.1萬(wàn)年和10萬(wàn)年發(fā)生一次。

因此分析表明,在巖石中觀察到的1.1萬(wàn)個(gè)周期可能與氣候歲差周期有關(guān),其周期比目前的約2.1萬(wàn)年要短得多。使用這個(gè)歲差信號(hào)來計(jì)算24.6億年前地球和月球之間的距離,研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)月球距離地球大約6萬(wàn)公里。


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