根据今天发表在《自然地球科学》杂志上的一项新研究，新墨西哥大学的科学家们发现，地球和月球有截然不同的氧组成，它们的氧并不像此前认为的那样完全相同。

这篇题为《地球和月球氧同位素组成差异》的论文可能会对目前的月球形成理论构成挑战。

根据此前的研究，科学家们对月球的形成提出了“巨大撞击假说”，该假说认为，早期地球和一颗名为忒亚(Theia)的原行星发生了巨大碰撞，后来撞击形成的碎片形成了月球。地球和月球在地质化学上是相似的，阿波罗任务从月球上带回的样本显示，地球和月球的氧同位素组成几乎相同。

尽管巨大撞击假说可以很好地解释许多地月化学之间的相似之处，但却很难解释地月氧同位素极端相似的情况。要么地球和忒亚的氧同位素组成本来就是相同(这是不太可能的)，要么地球和忒亚的氧同位素在巨大撞击发生之后完全混合，但这种情况很难用模型模拟。

研究助理员埃里克·卡诺(Erick Cano)说：“我们的发现表明，月球深处地幔经历的混合程度可能是最低的，也最能够代表撞击天体忒亚。这些数据表明，忒亚和地球独特的氧同位素组成并没有完全被撞击所均匀化，并且还提供了定量实证，证明忒亚形成的地方比地球形成的地方离太阳更远。”

为了得出他们的结论，研究科学家卡诺和来自新墨西哥州大学地球与行星科学系的同事扎克·夏普(Zach Sharp)和查尔斯·希勒(Charles Shearer)在新墨西哥州大学稳定同位素中心(CSI)对一系列月球样本的氧同位素组成进行了高精度测量。这些样品包括玄武岩、高地斜长岩、苏长岩和火山玻璃(火山玻璃是未结晶的快速冷却岩浆)。

他们发现，氧同位素组成的变化取决于所测试的岩石类型。这可能是撞击之后熔融月球和蒸汽大气之间不同的混合程度所造成的影响。而来自月球深部地幔的氧同位素与来自地球的氧同位素差异最大。

夏普说：“这些数据表明，月球深处的地幔经历的混合程度可能是最低的，也最能代表撞击天体忒亚，根据我们同位素分析结果，忒亚形成的地方比地球形成的地方离太阳更远，而且也表明忒亚独特的氧同位素组成并没有在这次巨大的撞击中完全消失。”

这项研究很重要，因为它并不需要一个地月之间具有完全均匀化的氧同位素的巨型撞击模型，并且还为未来的撞击和月球形成建模提供了基础。