地球最古老巖石的奇幻月球之旅

溯鷹

科學(xué)家找到了最古老的地球巖石，年齡超過40億年。然而，說起來(lái)有些曲折，這塊巖石是在月球上保存下來(lái)的，直到大約50年前才被阿波羅14號(hào)重新帶回到地球上來(lái)。從月球上帶回來(lái)的巖石，科學(xué)家如何認(rèn)定它形成于地球？當(dāng)初這塊巖石又是怎么跑到月球上去的？這個(gè)故事，可就說來(lái)話長(zhǎng)了。

地球46億歲了，和太陽(yáng)系各大行星幾乎一樣古老。46億年來(lái)，地球一刻不停地塑造著自己的環(huán)境，日日新，又日新。在這個(gè)充滿活力的星球表面，還寄宿著一群同樣活潑的棲居者——生命。億萬(wàn)年來(lái)，生命由簡(jiǎn)單一步步走向復(fù)雜，并在復(fù)雜中一步步孕育出智慧。這是一個(gè)向前看的故事，我們叫它演化。

但處在演化進(jìn)行時(shí)的智慧生命——人類，卻把頭扭轉(zhuǎn)180度，往回看了起來(lái)：他們想弄明白地球的歷史脈絡(luò)，想得到地球歷史原點(diǎn)的記憶。但很快，他們遇到了難題，這套支撐了生命不息演化的環(huán)境，對(duì)歷史檔案的保存卻是災(zāi)難性的。在時(shí)間的長(zhǎng)河里涉足愈深，能夠解讀的檔案就愈發(fā)語(yǔ)焉不詳。至于地球出生時(shí)的細(xì)節(jié)，已經(jīng)幾乎被它自己糟蹋完了。

活潑環(huán)境的代價(jià)

說穿了，昨日早已不在，想要挖掘舊日環(huán)境特征，只能尋找在當(dāng)時(shí)環(huán)境中對(duì)應(yīng)形成的堅(jiān)固記錄——也就是巖石。但在始終保持著活躍的地球上，永不停歇的風(fēng)化作用讓舊日環(huán)境破碎磨滅，持續(xù)不竭的構(gòu)造作用則讓舊日環(huán)境翻覆循環(huán)。在這些過程中，封存著遠(yuǎn)古記憶的巖石史料，不是被地表的風(fēng)雨磨成毫無(wú)意義的塵埃，就是被板塊的碰撞送入煉獄般的地幔，徹底熔化，成為孕育新生巖漿的素材。

想在這樣的艱難背景下一路保存至今，不僅僅需要物態(tài)上的穩(wěn)定，大概也需要一絲絲的幸運(yùn)。

迄今為止，地球上發(fā)現(xiàn)的最古老巖石是Acasta片麻巖，年齡接近40億年。那46億?40億年前冥古宙的這段時(shí)間呢？對(duì)不起，史料空白。

除了把目光投向時(shí)間的起點(diǎn)外，人們還在拓展空間的邊緣。我們的天然衛(wèi)星——月球，自然成為接納人類雄心的第一站。但值得記入史書的奇跡，并不只有太空步和月球車，還有那些被帶回地球的珍貴月巖樣品。在科學(xué)家手里，那是另一扇足以叩響新世界的大門。

月巖第14321號(hào)樣品，由1971年登月的阿波羅14號(hào)宇航員采自弗拉·毛羅環(huán)形山（Fra Mauro crater），是雨海隕擊事件中迸濺到月球表面的月巖碎片。近日，當(dāng)人們從這塊珍貴的樣品上切下新的一小塊研究時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)“打開的方式”有點(diǎn)不太對(duì)：怎么感覺這塊不是月巖，而是一塊地球上常見的普通石頭呢？

阿波羅宇航員顯然不可能大老遠(yuǎn)飛到月球上去搞惡作劇。那么，為啥一塊地球石頭會(huì)封存在月巖內(nèi)呢？而且這還不是最撲朔迷離的地方。更令人匪夷所思的是，由于雨海隕擊事件本身發(fā)生于距今40億年前，不難推想，在雨海事件中被砸出來(lái)的這些月陸殘片，形成的時(shí)間必然要比40億年更早。這相當(dāng)于承認(rèn)：這塊地球石頭，在月球上被靜放了40多億年！等等，40多億年前的地球巖石？這不正是回溯地球歷史的人們苦苦追尋的“圣杯”么？地球自身失落的記憶，居然出現(xiàn)在月球上？！

不是月巖的“月巖樣品”

月巖第14231號(hào)樣品是一塊礫巖，由許多更小的獨(dú)立巖屑相互黏合而成。它有著一個(gè)有趣的昵稱：大伯莎?？茖W(xué)家開始注意到它的不對(duì)勁兒，是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)它的其中一塊巖屑的成分壓根無(wú)法在月球環(huán)境下形成。

是的，巖石這種東西，也是要分產(chǎn)地的。

月巖的種類可簡(jiǎn)單了。以成分看，你能在月面上找到的“土著”巖石，不外乎只有兩大類：斜長(zhǎng)巖和玄武巖（如果不算從外頭飛進(jìn)來(lái)的隕石）。斜長(zhǎng)巖是構(gòu)成月陸的主要成分，幾乎清一色由鈣長(zhǎng)石這種單一礦物成分組成。當(dāng)月球最初還是一片巖漿海的時(shí)候，鈣長(zhǎng)石逐漸從巖漿里結(jié)晶析出，它們比重較小，全部漂浮到巖漿海的表面，相互連接，最終凝成月陸。而在隨后的歲月里，剩下的巖漿也找到了機(jī)會(huì)涌出月表，充填了月面上的低洼盆地。這些巖漿一經(jīng)凝固，就形成了所謂的玄武巖。由于富含鎂鐵，這些玄武巖顏色較暗，構(gòu)成了我們今日清晰可辨的月面暗斑——月海。

而這次在大伯莎上切下的新碎屑，屬于上述哪一類呢？都不屬于。它是一塊長(zhǎng)英質(zhì)巖，由石英（SiO2）和鉀長(zhǎng)石（KAl3SiO8）組成。石英的析出，標(biāo)志著巖漿中二氧化硅達(dá)到飽和，這一條件在月球的原始巖漿中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的。而鉀也是一種和原始巖漿相性很差的元素，只有巖漿中的鎂鐵質(zhì)晶體析出得差不多了，它才會(huì)“極不情愿”地從巖漿中結(jié)晶而出。這樣的條件，月球上的巖漿也是達(dá)不到的。

那么，哪里的巖漿能滿足這兩種成分結(jié)晶析出的條件呢？地球。事實(shí)上，以這兩種標(biāo)志性物質(zhì)為特征的長(zhǎng)英質(zhì)巖類，在科學(xué)家眼中幾乎是“地球巖石圈土特產(chǎn)”的代名詞。此外，科學(xué)家還進(jìn)一步測(cè)定了該巖石內(nèi)部的微量元素特征（它們與生成環(huán)境的對(duì)應(yīng)關(guān)系更精確），發(fā)現(xiàn)這塊碎屑形成于氧含量較高而溫度相對(duì)較低的環(huán)境。在科學(xué)家眼里，這照樣不是月球能夠提供的環(huán)境條件。40億年前，能完美滿足上述環(huán)境的地方只有一個(gè)，仍然是地球。

那么，為啥一塊地球巖石會(huì)出現(xiàn)在月球上？而且，早在40多億年前就飛了上去呢？

億萬(wàn)年前的“登月工程”

阿波羅宇航員登月時(shí)可不光踩了些腳印、搬回些石頭，他們還在月面上擺了幾面鏡子。從地球朝這些鏡子發(fā)射激光，通過測(cè)量激光反射回地球所用的時(shí)間，人們就能計(jì)算出地月距離。幾十年來(lái)的測(cè)量顯示，激光返回地球的時(shí)間逐年都在變長(zhǎng)。這意味著，月球每年離我們都更遠(yuǎn)了。天文學(xué)家經(jīng)過推算發(fā)現(xiàn)，反推回40億年前的話，月地距離只有今日的1/3不到！

40億年前，冥古宙，太陽(yáng)系剛走出一片混沌的原行星盤時(shí)代，盡管大大小小的星球都已經(jīng)逐步形成，但行星之間軌道的調(diào)整還是讓太陽(yáng)系成為一片充滿危險(xiǎn)的地方：軌道相交了怎么辦？撞。軌道沒相交但鄰居挪跑了怎么辦？也得跟著調(diào)整，然后軌道改變，繼續(xù)撞。當(dāng)時(shí)，密密麻麻的小隕石撞向原行星如同家常便飯;而原行星和原行星相撞也照樣泛濫。在這樣的環(huán)境下，說不定哪顆“愣頭青”某天就一股腦朝著地球撞過去了。撞擊過程的能量太大，砸碎了地殼，迸飛了無(wú)數(shù)地球巖石的碎塊。許多碎塊飛著飛著，就再也沒落下。

沒錯(cuò)，達(dá)到第一宇宙速度，飛向星辰大海了。

其中一些“發(fā)射成功”的小石塊，在突破地球軌道之外，很快就遇到了近距離守在地球上空的大月亮。月亮說，還是別星辰大海了，都過來(lái)陪我吧。就這樣，這些來(lái)自地球的小石塊完成了登月著陸，和月球地殼融為了一體。

但在當(dāng)時(shí)那個(gè)環(huán)境下，月球同樣不是一片寧?kù)o祥和的樂園。距今40億年前左右，冥古宙后期重轟炸如期而至。無(wú)數(shù)小行星再一次把月球表面砸了一遍。當(dāng)那顆直徑差不多200千米的小行星砸出后來(lái)的月海盆地之時(shí)，不用想，自然又是無(wú)數(shù)小碎塊漫天飛。其中就包括我們的大伯莎。而且此時(shí)，它“懷中”還緊緊抱著上次地球挨砸時(shí)迸飛過來(lái)的那塊地球碎屑。只不過，大伯莎并沒能脫離月球引力的束縛而一去不復(fù)返。在月球上空劃過拋物線之后，它終歸還是落在了雨海盆地南側(cè)的弗拉·毛羅地區(qū)。

當(dāng)時(shí)的它還不知道，這顆星球短暫而活躍的歷史已經(jīng)走向尾聲。由于體積太小，月球的引力天然就無(wú)法在表面維持一個(gè)濃厚的大氣層，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)氣候令巖石圈迎風(fēng)沐雨;由于內(nèi)能太少，月球的熱量天然就無(wú)法在內(nèi)部維持一個(gè)對(duì)流的地幔，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)板塊構(gòu)造，令巖石圈挪移更替。月球的活躍只是一個(gè)表象，是冥古宙后期活躍隕擊期的一個(gè)被動(dòng)的注腳而已。一旦隕擊期結(jié)束，月球和活躍徹底道別的日子就不遠(yuǎn)了。

這一切對(duì)于月球表面的巖石來(lái)說，卻是個(gè)值得慶幸的歷史分水嶺，因?yàn)樗鼈冃掖媪讼聛?lái)。

遙看隔壁地球，巖石圈躍躍涌動(dòng)，生物圈演化不息，一切都是不安分的，一切都是短暫的。新世界的地基貫穿舊世界的碎片，新世界再度成為舊世界，把明日讓給來(lái)者。地球永遠(yuǎn)在變，月亮永遠(yuǎn)靜觀。地月連線的距離，一側(cè)翻天覆地，一側(cè)沉默無(wú)言;荏苒時(shí)光中，這一等就是40億年。