新证据支持月球源于行星撞地球。图片来源：NASA/JPL-Caltech

　　地球与月球岩石之间的一个微小化学差别可能对于月球如何诞生的理论产生了巨大影响。地球化学家在利用一种非常精确的方法测量氧含量后表示，与地球上的岩石相比，月岩稍微多了一点罕见的同位素氧17，从而进一步证实了这样的假说：月球是一颗火星大小的行星与地球相撞后形成的。

　　“它改变了争论的性质。”并未参与该项研究的美国科罗拉多州博尔德市西南研究所行星科学家Robin Canup表示，“如果地球与月球之间的差异是一个很小的量——但并非是零，我们需要知道这是为什么。”

　　大部分研究人员认为，月球形成于太阳系非常早期的时段——大约45亿年前，当时一颗巨大的原行星与年幼的地球发生了碰撞。这次碰撞产生的碎片汇聚在一起，并进入了环绕地球的轨道，在这里，它们最终融合为月球。然而，如果事实果然如此，科学家们希望能够在月球中发现更多原始撞击天体的痕迹。这是因为月岩的化学性质将因此与地球岩石产生很大差别。

　　然而参与这项研究的德国科隆大学同位素地球化学家Daniel Herwartz指出：“一个大问题是，为什么我们总是没有发现这种差别，为什么地球与月球是如此相似。”大碰撞“是解释许多事情的一个绝佳的理论，但却存在这样一个问题”。

　　研究人员报告说，太阳系内各个行星都由独特的同位素组成，因此证实大碰撞假说的最佳方法就是比较地球与月球的氧、钛和硅等元素的同位素比率，不过此前研究的结论都是月球岩石和地球岩石相当相似，无法证实月球主要源于一个业已消失的天体。Herwartz及其同事于是决定对氧同位素进行分析，这是因为行星与卫星具有能够记录其形成时确切环境条件的独特的“氧指纹”。

　　研究人员在最新出版的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。

　　较早前进行的研究曾发现，地球和月球不同氧同位素的比例——作为整体而言——在本质上是相同的。

　　而在这项新的研究中，研究人员利用一种非常精确的、基于激光的方法，测量了一系列地球岩石、陨石，以及由“阿波罗号”宇航员采集的3块月岩样本中的氧同位素含量。他们发现，与地球上的岩石相比，月岩的氧17含量要高12ppm（百万分之一）。Herwartz说：“差异很小，难以察觉，但的确存在。我们现在有理由相信大碰撞发生了。”

　　Herwartz推测，导致月球形成大碰撞的火星大小的天体——被一些科学家称为忒伊亚——可能在化学构成上近似于一类顽辉石球粒陨石。他说，后者与地球很类似，至少在氧含量方面是如此，这也是忒伊亚没有在月球化学构成中留下重要印记的原因。

　　然而有些科学家则对此不以为然。在天体化学研究中使用氧同位素的先驱、美国伊利诺伊州芝加哥大学退休教授Robert Clayton表示，作者可能找到了一种更为精确的测量方法。Clayton说：“我在这篇论文中并没有看到什么新东西——他们只是将误差线重新包装了一下。”他认为，这项研究观察到的区别太小，不足以说明有关月球起源的任何问题。

　　英国格拉斯哥大学同位素研究人员Lydia Hallis强调，氧17会在月岩中发生变化，因此总的说来，“阿波罗号”的样本并不足以代表月球。她补充说，研究人员可能需要更仔细地分析一下其他元素的同位素。如果氧同位素比以前认为的更为不同，也许其他元素，例如钛和硅——在以前的分析中似乎和地球是相同的，也可能存在微小而值得注意的差异。

　　尽管如此，Canup认为，氧17的发现可能会动摇这一领域。行星建模者一直在试图还原一个碰撞场景——在月球形成大碰撞后，地月的化学性质相似，但却不完全相同。她说：“这是我很高兴看到的争论。”

　　目前多数关于月球起源的模型估计，月球70%至90%的成分来自忒伊亚，其余10%至30%来自早期地球。Herwartz则认为，月球的成分可能一半来自忒伊亚，一半来自地球。但他也表示这一观点尚需得到更多证据证实。