아폴로 17호 샘플을 통해 달의 나이가 이전에 생각했던 것보다 4천만년 더 늙었다는 사실이 밝혀졌습니다

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1970년대 아폴로 17호 우주비행사들이 수집한 달 먼지를 통해 달이 이전에 생각했던 것보다 4천만년 더 오래되었다는 사실이 밝혀졌습니다.

1972년 12월 11일 달에 착륙한 NASA 우주비행사 유진 서넌(Eugene Cernan)과 해리슨 슈미트(Harrison Schmidt)는 달 표면에서 암석과 먼지를 수집했습니다. 해당 샘플에 대한 새로운 분석 결과 지르콘 결정이 밝혀졌으며 그 연대는 44억 6천만년으로 추정되었습니다. 기존 추정에 따르면 대규모 천체 충돌로 형성된 달의 나이는 44억2500만년이다.

결과는 월요일에 저널에 게재되었습니다. 지구화학적 관점 편지.

“이 결정은 거대한 충격 후에 형성된 가장 오래된 알려진 고체입니다. 왜냐하면 우리는 이 결정의 나이를 알고 있기 때문입니다.”라고 연구의 수석 저자인 Philip Heck와 운석 및 극지 연구부의 큐레이터인 Robert A. Pritzker는 말했습니다. 시카고에 있는 필드 자연사 박물관은 보고서에서 달 연대기의 닻 역할을 한다고 밝혔습니다.

지구가 아직 형성되고 크기가 커지고 있던 태양계의 초기 시절은 혼란스러웠으며 암석으로 된 물체가 우주에서 자주 충돌했습니다. 연구원들에 따르면, 40억 년 전 그 기간 동안 화성 크기의 물체가 지구와 충돌하여 달이 된 커다란 암석 조각을 분출했다고 합니다. 그러나 학자들은 이 중추적인 사건의 연대를 정확하게 밝히는 데 어려움을 겪었습니다.

화성 크기의 물체가 지구와 충돌하면서 발생하는 에너지는 결국 달 표면을 형성하게 될 암석을 녹였습니다.

“이런 식으로 표면이 녹았을 때 지르콘 결정은 형성되거나 생존할 수 없었습니다.”라고 박물관의 네가니 통합 연구 센터의 선임 이사이자 대학 지구물리과학과 교수이기도 한 Heck는 말했습니다. 시카고의 “달의 마그마 바다가 냉각된 후에 형성되었습니다.”

그렇지 않으면 녹아서 화학적 특징이 지워질 것입니다.”

연구 공동저자인 Bidong Zhang(캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 캠퍼스 지구, 행성 및 우주과학과 연구원)의 이전 연구에서는 달 먼지 속에 있는 결정의 나이를 결정하면 달의 실제 나이를 밝힐 수 있다고 제안했습니다. , 잘.

Zhang과 독일 바이로이트 대학의 실험 행성 과학 교수인 그의 동료 Audrey Bouvier는 Heck에게 접근하여 Glasgow 대학의 지구과학 연구원인 수석 연구 저자 Jennika Greer에게 다음을 사용하여 나노 크기의 결정을 살펴보았습니다. 고급 기술. 화학 성분을 결정하고 달의 나이를 결정합니다.

이번 연구는 원자 탐침 단층 촬영을 사용하여 결정의 연대를 측정하는 분석 방법을 처음으로 사용했으며, 연구 저자에 따르면 일리노이주 에번스턴에 있는 노스웨스턴 대학의 장비를 사용하여 수행되었습니다.

“원자 탐사선 단층 촬영에서는 집속 이온빔 현미경을 사용하여 달 샘플 조각을 매우 날카로운 끝 부분까지 날카롭게 하는 것부터 시작합니다. 마치 아주 고급 연필깎이와 같습니다.” 필드 박물관의 박사 과정생인 Greer가 말했습니다. . 그리고 제가 연구에 참여했을 때는 시카고 대학교였습니다. “그런 다음 우리는 자외선 레이저를 사용하여 팁 표면에서 원자를 기화시킵니다. 원자는 질량 분석기를 통해 이동하며, 움직이는 속도에 따라 원자가 얼마나 무거운지 알 수 있으며, 이는 원자가 무엇으로 구성되어 있는지 알려줍니다.”

분석 결과 방사성 붕괴를 겪은 지르콘 결정 내부에 존재하는 우라늄 원자의 수가 나타났습니다. 원자가 양성자와 중성자의 불안정한 구성을 가지고 있으면 요소가 변형되어 우라늄이 붕괴하여 납이 되는 것처럼 일부 요소가 붕괴될 수 있습니다. 이 과정에 걸리는 시간을 추적함으로써 과학자들은 우라늄과 납 원자의 비율을 비교하여 무언가의 나이를 결정할 수 있습니다.

“방사성 연대 측정은 모래시계와 약간 비슷합니다.”라고 Heck은 말했습니다. “모래시계에서 모래는 한 유리 전구에서 다른 유리 전구로 흐르며, 시간의 흐름은 아래쪽 전구에 모래가 쌓이는 것으로 나타납니다. 방사성 연대 측정은 부모 원자의 수와 변형된 딸 원자의 수를 세는 방식으로 유사하게 작동합니다. 변환 속도가 알려져 있기 때문에 시간의 경과를 계산할 수 있습니다.

연구팀은 달 먼지 샘플에서 발견된 납 동위원소를 사용하여 결정의 나이가 44억 6천만년이라는 사실을 알아냈는데, 이는 달이 최소한 그만큼 오래되었을 것임을 나타냅니다.

그리어는 “이 암석이 우리가 발견한 달의 가장 오래된 부분이라는 증거를 얻을 수 있다는 것은 놀라운 일”이라고 말했다. “그것은 지구에 관한 많은 질문의 연결점입니다. 어떤 것의 연대를 알면 그 역사에서 어떤 일이 일어났는지 더 잘 이해할 수 있습니다.”

달 샘플이 50여년 전에 지구로 반환되었지만 결정에 대한 상세한 분석을 수행하는 데 필요한 기술을 개발하는 데 오랜 시간이 걸렸습니다. 그래서 NASA는 기다렸다 일부 깨끗한 표본을 발견하세요 그들은 아폴로 시대부터 최근 몇 년까지 수집되었으며, 가장 진보된 방법을 사용하여 우리 행성의 자연 달에 대한 더 많은 통찰력을 제공합니다.

“달은 우리 행성계의 중요한 파트너입니다.”라고 Heck은 말했습니다. “그것은 지구의 자전축을 안정화시킵니다. 이것이 하루가 24시간인 이유이며 조수가 존재하는 이유입니다. 달이 없었다면 지구상의 삶은 달라졌을 것입니다. 우리가 살아가는 자연 시스템의 일부입니다. 더 잘 이해하고 싶고 우리의 연구는 그 전체 그림에 작은 퍼즐 조각을 제공합니다.