相隔38万公里，科学家怎么知道地球上的陨石来自月球？

2022年中，一个科学家团队在几颗陨石中发现了微量惰性气体——氦和氖，这些陨石是从南极大陆的冰原上捡到的，因此科学家认为月球岩石中有地球深处的化学成分，据此进一步确认了月球最早就是从地球分出去的。

一个月球陨石薄片
在地球的南极能捡到月球陨石？许多朋友觉得很惊奇：就一块小石头，凭什么认定它来自月球而不是其它地方，也许它本身就是地球上一颗普普通通的石子呢？
我们地球周围的太空并非安全之地，那里充斥着大大小小的石块和尘埃，即便是小如灰尘的颗粒，由于它们的速度大于11公里/秒，因此具有极强的杀伤力。每天都有数以万计的颗粒物冲入大气层，与空气摩擦，成为耀眼的流星，但这些小东西绝大多数都不会掉到地面，只有直径大于1米的流星才有可能最终落到地面成为陨石，其它的在高空就化为灰烬了。

陨石坠落化为火流星
据估计，每年掉落到地面的火流星大约有500颗，这些陨石大多来自太阳系的小行星，但也有大约千分之一的陨石不同寻常，科学家认为这些石头是从月球上飞来的。
2021年，苏富比拍卖行展示了一件27.37克重的拍品，这块饼干大小的石片据称是在非洲西北部的撒哈拉沙漠被捡到，但科学家认为它其实来自月球，因为其矿物成分与阿波罗飞船带回的月岩很相似。陨石估价3000~4000美元，最后不知道有没有卖出去。

在撒哈拉沙漠被捡到的月球陨石
月球是地球唯一的卫星，它最近时距离地球36.26万公里，最远时达40.54万公里，平均38.4万公里。月球是如此遥远，到目前为止人类只上去过6次，总共才捡回来381公斤月岩。在没有飞船的情况下，月球上的石头是怎么来到地球的呢？我们在前面说了，大多数小行星会在稠密的大气层中焚烧殆尽，只有大块的石头才有可能幸存。
答案还得到月球表面去寻找。

月球表面密布环形山
提起月亮，你可能第一个想到的就是它表面密密麻麻的环形山，这些环形山小的直径几十米，大的达到几十甚至几百公里，其中面向地球一侧宽度超过1公里的巨坑就多达30万个。

小行星撞击月球
天文学家普遍认可的一种假说认为，月球形成之后的4.1~38亿年间正是太阳系的混乱时期，无数石块在行星间乱窜，当它们撞击月球时，巨大的能量会将月壳物质抛向太空，一部分月球岩石在地球引力作用下飞向地球，其中极少数变成了月球陨石。

小行星撞击将大量月球物质抛入太空
我们如何认定哪些是来自月球的石头，而不是其它的小行星，或者只是地球上的岩石？
因为地球岩石有着与其它星球完全不同的特征。
在地球形成的过程中，由于水、氧气和生物的作用加上地壳运动影响，岩石中矿物质的种类比其它天体丰富许多。地球上目前已知的矿物超过5780种，而月球和小行星上因为缺少这些要素，其矿物种类非常少，这成为我们判断一块石头是否陨石的重要参考。

一颗月球陨石
你可能听说过——大约在45亿年前，一颗火星大小的星球斜着撞击了地球，将大量地球物质抛向太空，这些炙热的碎片在地球附近慢慢聚集在一起并最终形成月球。如此说来，月亮是“地球的孩子”，它原本就是地球的一部分，为什么月球上的岩石跟地球如此不同？

“火星”撞地球形成月球
科学家通过分析月岩样本发现，除了少数元素如碳、氮外，其它大多数元素的浓度与地球接近，这为月球诞生自地球的假设提供了支持。由于二氧化碳、氮气、氢气和水容易挥发，你在月球岩石中很难找到这些物质，因为月球太小，又早早失去了磁场，这些挥发性物质都被太阳风吹到太空中去了。
与地球不同，月球上的矿物质种类非常有限，并且在月壳的玄武岩中夹杂着大量与地球地幔相同的橄榄石、辉石、斜长石等矿物。如果你在某处拾到一块玄武岩，在它里边找不到碳酸盐和水，却有前边讲的这几种地幔矿物和氧化物，就有理由怀疑它是不是来自月球。

一颗陨石
讲到这里，让我们来做一个简单回顾吧：
月球来自于地球，但月球太小，没有复杂的地质活动，没有磁场，它留不住水和二氧化碳。科学家判断一块陨石是否来自月球，他首先要看这块石头里边有哪些矿物质，地球岩石里有许多复杂矿物，这些矿物只在有水、二氧化碳和生物作用下才能形成。月球岩石里的矿物则少得多，成分也简单得多。
在45亿年漫长的历史中，月球经历过无数次天体撞击，一些月球岩石被抛上太空、绕着地球游荡，最后在地球的引力作用下坠入大气层，其中极少数月球陨石被捡到，成为科学研究的宝贵材料。
参考资料及图片来源：
《科学》：“月球内部的本土惰性气体（Indigenous noble gases in the Moon’s interior）”
今日宇宙：“月球岩石内部含有地球的稀有气体，更多证据表明月球来自地球”
维基百科：月球，地球，月球陨石，陨石，撞击事件，Late Heavy Bombardment，矿物演化
月球与行星研究所 LPI ：月球陨石的解剖
苏富比拍卖行：拍品104号 “NWA 12691 — 袖珍型月球陨石”

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