1969年7月21日阿波罗11号登月成功,只逗留在月表数小时,采集后带回地球的月岩样本总重就达约21.55公斤,后续其他阿波罗任务也带回不少。阿波罗任务首度成功登月50周年后,这些样本仍带给科学家不少惊喜,因为这些月岩样本有不同成分,形成年代也不同,因此综合这些月岩提供的消息后,可得知每块月岩样本相对于月球内部及岩浆海固化的关系。
阿波罗12号任务收集的阿波罗第12054号样本。(Source:Maxwell Thiemens/科隆大学)
德国科隆大学(University of Cologne)地球科学家Maxwell Thiemens等人,综合分析来自不同阿波罗任务带回的月岩样本的地球化学消息后,测定月球形成年代应在太阳系形成后约近5千万年。目前已知太阳系开始形成时间约在45.6亿年前,那么月球就大概是45.1亿年前形成。这个结果比先前测定的月球形成于太阳系形成后1.5亿年还早,换句话说:如果这项研究结果为真,那么月球将比之前认为的还老1亿岁。测定月球年龄是了解地球如何形成、何时形成及在太阳系最早期如何演化的重要线索。
现行月球形成理论较偏向所谓的撞击说,当地球形成早期,有颗火星大小的原行星剧烈撞击地球,而后撞击碎片逐渐聚集形成月球。新诞生的月球表面被岩浆海覆盖,当岩浆逐渐冷却,形成各类岩石。所以从岩石的化学特性,可以反过来了解月球形成早期的历史,进而了解太阳系行星的形成和演化历史。
Thiemens等人以稀有元素铪(hafnium)、铀(uranium)和钨(tungsten)之间的相对关系为探索工具,了解生成月海玄武岩时,岩石融化的数量有多少,尤以铪和钨最重要,因为铪的同位素铪-182会衰变成钨-182,从这放射性衰变的半衰期可进行岩石的定年工作。这个放射性衰变主要发生在太阳系诞生后最初的7千万年,所以从各个不同的月岩获得的铪与钨含量,再与实验室仿真的结果比对,这才得出早在太阳系形成后约5千万年,月球就开始进入固化阶段,这也显示原行星剧烈撞击地球的时间点是在固化阶段之前,彻底解决了长久以来关于月球形成时间的科学争辩。