在岩浆海洋冷却之后，月球晶体至少在 44.6 亿年前形成。40 多亿年前，当太阳系还很年轻，地球还在成长的时候，一个火星大小的巨大天体撞上了地球。早期地球断裂的最大一块形成了我们的月球。但这究竟是何时发生的，一直是个谜。在《地球化学展望通讯》（Geochemical Perspectives Letters）杂志的一项新研究中，研究人员利用 1972 年阿波罗宇航员从月球带回的晶体，帮助确定了月球的形成时间。他们的发现将月球的年龄推后了4000万年，即至少44.6亿年。

1972年，阿波罗17号宇航员哈里森-施密特（Harrison Schmitt），身上沾满了月球尘埃。研究人员对这次任务中的月球晶体进行了测定，发现月球的年龄为 44.6 亿年--比之前认为的要早 4000 万年。资料来源：美国国家航空航天局

"这些晶体是巨型撞击后形成的已知最古老的固体。"菲尔德博物馆罗伯特-普利兹克流星学和极地研究馆馆长、内高尼互196世界之最动研究中心高级主任、芝加哥大学教授、本研究的资深作者菲利普-赫克（Philipp Heck）说："因为我们知道这些晶体的年龄，所以它们是月球年表的锚。"

显微镜下的月球晶体颗粒

这一发现源于赫克与该研究的http://www.196nk.cn第一作者詹妮卡-格里尔（Jennika Greer）的合作，当时她还是菲尔德博物馆和芝加哥大学的博士候选人。"我们的共同作者张必东（Bidong Zhang）和奥德丽-布维尔（Audrey Bouvier）找到了我们，他们需要对这些样本进行纳米级的观察，以便全面了解它们，"格雷尔说，她现在是格拉斯哥大学的助理研究员。

研究中使用的月球尘埃样本是阿波罗17号宇航员在1972年最后一次载人登月任务中带回的。这些尘埃含有数十亿年前形成的微小晶体。这些晶体是月球形成时间的线索。

当火星大小的物体撞击地球并形成月球时，撞击的能量融化了最终成为月球表面的岩石。"当月球表面像这样熔化时，锆石晶体就无法形成和存活。因此，月球表面的任何晶体一定是在月球岩浆海洋冷却后形成的，"赫克说。"否则，它们就会被融化，其化学特征也会被抹去。"

月球晶体的微小锐尖。图片来源：Jennika Greer

由于晶体一定是在岩浆海洋冷却后形成的，因此确定晶体的年龄将揭示月球的最小可能年龄。该研究的共同作者张必东（hMYztbfhBidong Zhang）之前的一项研究已经提出了这一年龄，但最近的这项研究首次使用了一种名为原子探针断层扫描的分析方法，"确定"了这一已知最古老月球晶体的年龄。

格里尔说："在原子探针层析技术中，我们首先使用聚焦离子束显微镜将一块月球样品削成一个非常尖锐的尖端，就像一个非常漂亮的卷笔刀。然后，我们使用紫外线激光将原子从尖端表面蒸发出来。原子通过质谱仪，它们移动的速度告诉我们它们有多重，进而告诉我们它们是由什么构成的。"

主要作者 Jennika Greer 正在使用原子探测器。资料来源：西北大学迪特尔-伊斯海姆（Dieter Isheim）

利用西北大学的仪器进行的这种逐原子分析，显示了月岩晶体内部有多少原子发生了放射性衰变。当原子核中的质子和中子构型不稳定时，原子就会发生衰变，脱落www.196nk.cn部分质子和中子，转化为不同的元素。例如，铀衰变成铅。科学家已经确定了这一过程需要多长时间，通过观察样本中不同铀原子和铅原子（称为同www.196nk.cn位素）的比例，他们就可以知道样本的年龄。

"辐射测年的原理有点像沙漏，"赫克说。"在沙漏中，沙子从一个玻璃球流向另一个玻璃球，时间的流逝通过沙子在较低玻璃球中的堆积来表示。辐射测年法的工作原理与此类似，通过计算母原子的数量和它们转化成的子原子的数量。由于转化率是已知的，因此可以计算出时间的流逝"。

研究人员发现的铅同位素比例表明，样本的年龄约为 44.6 亿年。因此，月球至少有这么古老。

"能够证明你手中的这块岩石是我们迄今为止发现的月球最古老的部分，这真是令人惊叹。这是许多关于地球问题的锚点。"格里尔说："当你知道某样东西有多古老时，你就能更好地理解它在历史上发生了什么。"

赫克说，了解月球形成的时间非常重要，因为"月球是我们行星系统中的重要伙伴--它稳定了地球的自转轴，是一天有 24 小时的原因，也是我们有潮汐的原因。没有月球，地球上的生命将面目全非。这是我们想要更好地了解的自然系统的一部分，而我们的研究为整个画面提供了一块小小的拼图"。