40多亿年前，当太阳系还很年轻，地球还在成长的时候，一个火星大小的巨大物体撞向了我们的星球。研究人员说，早期地球断裂的最大一块形成了月球。
然而，确切的发生时间仍然是一个谜，他们说。
这项研究发表在《地球化学展望快报》上，利用1972年阿波罗宇航员从月球带回的晶体来帮助确定月球形成的时间。
“这些晶体是大碰撞后形成的已知最古老的固体。因为我们知道这些晶体的年龄，所以它们可以作为月球年表的锚点，”美国芝加哥大学教授、该研究的资深作者菲利普·赫克说。
研究中使用的月球尘埃样本是1972年阿波罗17号的宇航员在最后一次载人登月任务中带回的。
根据研究人员的说法，这些尘埃中含有数十亿年前形成的微小晶体，是月球形成时间的一个迹象。
他们说，当这个火星大小的物体撞击地球并形成月球时，撞击的能量融化了最终形成月球表面的岩石。
“当表面像那样熔化时，锆石晶体无法形成并存活。所以月球表面的任何晶体都是在月球岩浆海洋冷却后形成的。”赫克说。
“否则，它们就会融化，它们的化学特征就会被抹去，”他补充说。
研究人员说，这项研究标志着一种被称为原子探针断层扫描的分析方法的首次使用，它“确定”了这种已知最古老的月球晶体的年龄。
“在原子探针断层扫描中，我们首先使用聚焦离子束显微镜将一块月球样本磨成一个非常锋利的尖端，就像一个非常漂亮的卷笔刀一样，”该研究的主要作者、英国格拉斯哥大学的研究助理詹妮卡·格里尔说。
“然后，我们使用紫外激光从尖端表面蒸发原子。原子通过质谱仪，它们移动的速度告诉我们它们有多重，反过来告诉我们它们是由什么组成的，”格里尔说。
这种逐个原子的分析显示了锆石晶体中有多少原子经历了放射性衰变。
当一个原子的原子核中质子和中子的结构不稳定时，它就会发生衰变，释放出一些质子和中子，转化成不同的元素。
例如，铀衰变成铅。科学家们已经确定了这个过程发生的时间，通过观察样品中不同铀和铅原子(称为同位素)的比例，他们可以知道它的年龄。
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