小行星撞击在地球上名声不好——这是恐龙标志性的公关胜利——但实际上是月球承受着居住在我们混乱的邻域中的伤疤。
这是因为地球拥有一系列力量，可以慢慢磨损撞击留下的陨石坑。这让想要更好地了解围绕我们太阳系高速运动的碎片碎块的科学家感到沮丧。因此，一项新的研究利用坑坑洼洼的月球表面来追踪物体撞击我们月球和地球的历史，发现迹象表明我们周围的邻域在大约2.9亿年前变得混乱得多。
密歇根州阿尔比恩学院的物理学家尼科尔·泽尔纳（Nicolle Zellner）告诉Space.com， “这是一项很酷的研究，它谈论了我们动态的太阳系，而且它被发表出来是件好事。”她没有参与这项新的研究。“它会让人思考和测试它，所以这令人兴奋。” [月球是如何形成的：5个疯狂的月球理论]
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地球和月球在太阳系尺度上足够接近，以至于流浪小行星应该以大致相同的频率撞击两者。（地球可能会以其更强的引力吸引更多的小行星，并且地球可能遭受更多的撞击，因为其表面积更大——但就每平方英里的撞击而言，它们应该大致相同。）
科学家们在地球上只识别出大约180个撞击坑，而月球撞击坑则有数十万个。地球通过风雨、海洋和板块构造抹去它们。“月球非常适合研究陨石坑，”多伦多大学行星科学家萨拉·马兹鲁伊（Sara Mazrouei）告诉Space.com，她在攻读博士学位期间领导了这项新研究。“一切都留在那里。”
但是，为了追踪撞击历史，科学家不仅需要识别陨石坑，还需要估计它们的年龄。这在月球上比在地球上困难得多，因为地质学家目前无法直接采集月球陨石坑的样本。
因此，这项新研究背后的团队决定采用一种可能令人惊讶的测量方法：附近的岩石在漫长而寒冷的月夜期间保持热量的程度。这似乎是一个非常随意的测量。但是，当一个大型撞击物撞击月球时，它会挖出一个陨石坑，并将周围的景观布满来自该物质的巨石。随着时间的推移，这些岩石受到较小撞击物的撞击，这些撞击物将它们分解成越来越小的岩石，最终变成尘土飞扬的月壤，因此该团队认为，较老的陨石坑将被更细的岩石包围，而较新的陨石坑将被较大的岩石包围。
然后，当景观从14天的月球白天过渡到14天的月球夜晚时，它的温度以不同的速率变化。“想法是，大岩石可以在整个夜晚保持热量，而月壤或沙子会散失热量，”马兹鲁伊说。“随着陨石坑变老，它们变得不那么多岩石。”反过来，它们冷却得更快。
因此，马兹鲁伊和她的同事查看了美国国家航空航天局月球勘测轨道飞行器上名为Diviner的仪器发回的热成像数据，该飞行器自2009年以来一直在绕月球运行。该团队识别出111个已知的不到10亿年历史的陨石坑，分析了它们的热特征，并使用月球巨石崩解速度模型估算了它们的年龄。
结果显示出一个有趣的模式：大约2.9亿年前撞击率激增，当时陨石坑形成率似乎增加了一倍以上。这表明我们太阳系在那时左右发生了重大变化——该团队提出，也许是小行星带中的一块大型太空岩石破碎并漂移到更靠近地球和月球的地方。通过将我们确实了解的地球上的陨石坑与他们的结果进行比较，该团队看到了类似的模式，这表明科学家们已经发现了一个相当有代表性的陨石坑集合，尽管数量很少。
并非所有人都信服。“结果很有趣，但我认为对这些结论的实际支持相当薄弱，”普渡大学行星科学家杰伊·梅洛什（Jay Melosh）告诉Space.com，他没有参与这项新的研究。特别是，他不认同他们使用的巨石崩解模型——他认为该模型没有正确考虑到随着岩石变小，该过程会加速。他也没有看到足够的地球陨石坑来支持可靠的统计分析；他担心他们使用的样本量太小。[月球：10个令人惊讶的月球事实]
“这并不意味着它是错误的，但这也不意味着它是正确的——我们真的不知道，”梅洛什说。“这是一个崇高的尝试，试图比数据支持的更进一步。”
泽尔纳理解研究月球陨石坑有多么困难：她研究过撞击产生的玻璃液滴，这些液滴被阿波罗宇航员收集的样本带回地球。阿波罗宇航员。但是，即使使用实验室技术，对玻璃进行年代测定仍然是一个挑战，而且样本都来自月球表面的一小块区域。轨道飞行器数据使科学家们与月球保持了更远的距离，但覆盖了整个月球表面——两种方法都不是完美的。
“我们正在尽我们所能利用我们现在拥有的东西，”泽尔纳说。“这就是科学，对吧？我们提出想法，然后我们找到测试这些想法的方法，这个想法要么经受住时间的考验，要么经受不住。”
所有三位科学家都提供了令人信服的理由，说明为什么弄清楚月球的撞击历史是值得的。当然，首先是出于自身利益的方法：地球陨石坑可能会带来一些令人不快的副作用。
“每个人都对地球上的陨石坑形成率感兴趣，因为我们不想像恐龙那样灭绝，”梅洛什说。撞击的灾难性后果消灭了当时活着的三分之四的物种，尽管灭绝为我们自己的哺乳动物祖先的繁荣留下了充足的空间。“我们应该感谢我们幸运的陨石，但这对地球上的其他所有生物来说都非常糟糕。”理论认为，充分了解撞击，我们也许能够在下一次撞击来临时拯救我们自己的生命。
对于泽尔纳来说，还有一种更奇特的吸引力：更多地了解我们自己的太阳系可能有助于科学家们不仅了解我们自己的邻域，还能了解塑造了科学家们不断发现的外星太阳系的过程。
马兹鲁伊认为这项工作是不同的太阳系天体如何相互启发的一个例子。她的一位合作者已经在期待BepiColombo 水星探测器任务，该任务配备了一个与现在月球上类似的仪器，将能够为陨石坑研究增加另一个维度。
地球非常适合居住，但科学家无法从家中拼凑出它的过去。马兹鲁伊说，需要研究月球及其原始的陨石坑表面，才能了解我们的星球经历了什么。“我们得以解开很多地球的历史。”
这项新的研究在今天（1月17日）发表在《科学》杂志上的一篇论文中进行了描述。