晚期重轰击波及小行星带，太阳系之波动揭秘

阿波罗计划的众多目标中，有一个是要寻找所谓的“创世岩”，创世岩就是指44.5亿年前形成的、几乎和月球同龄的岩石。分析这些岩石有助于我们了解月球的形成过程和它的早期历史。阿波罗计划带回的月岩中最古老的就是这个时期形成的，只比太阳系的形成时间晚约1亿年，几乎和月球同龄。这些创世岩是月球上的岩浆洋冷却凝固后形成的。随着温度下降，在不同的阶段形成了不同的矿物质。最先形成的是含有铁的矿物质，这些物质由于密度比岩浆大，所以都沉到下面。大部分岩浆在不到1亿年的时间里都结晶了，而密度较小的矿物质则上升到表面的3/4处，形成了地壳。

遗憾的是，阿波罗计划带回的样本中很少包含完好无损的创世岩。相反，带回地球的岩石大部分都是被大碰撞严重改变了的较古老岩石的碎片。撞击不仅将岩石撞成碎片，而且还使部分物质熔化，将矿物混合在一起，释放岩石里的气体，因而改变了我们用于测定年代的放射性时钟，这点我们在第4章说过。撞击熔融岩石可以帮助我们很好地了解撞击事件的发生时间，但对于了解月球的形成却毫无帮助。

阿波罗计划采集到的熔融岩石样本的年龄都集中在39亿年前，比月球的年龄小5亿年。相比起来，年龄大于40亿年的撞击熔融物则非常少。一些已被测年的月岩样本可以追溯到来自哪些盆地，因而可以推知这些盆地的形成时间。通过研究从一个盆地喷出的物质是如何覆盖到其他盆地上去的，天文学家还推算出了盆地的形成事件顺序。这些信息都说明，月球在不到1亿年的时间里就形成了至少6个陨击盆地，这个时间只是月球历史的很短一段时间。

撞击熔融物更容易在发生大碰撞时形成，因此通过研究撞击熔融物的样本，应该就能知道形成盆地的撞击的发生时间。小型撞击的发生频率则可以通过计算已知年龄的区域内的陨击坑的数量进行估计。有些高地区的陨击坑数量已经达到饱和，以至于后来的撞击都得在之前的陨击坑的基础上发生，从而形成新陨击坑。而月海里的陨击坑则要少得多，尽管月海区的样本显示它们是在陨击盆地形成几亿年后就形成了。显然，月球中期的撞击事件大幅度减少。科学家猜测，30亿～39亿年前这段时间，陨击坑形成的速度减少到原来的1/100，甚至更小。

总的来说，大部分撞击熔融物的年龄都在39亿年左右，更古老的撞击熔融物较为罕见，但在那之后，陨击坑的数量大幅度减少，这意味着在月球形成后5亿年时曾经发生过一次短暂又激烈的撞击事件，这一事件被称为“晚期重轰击”——“晚期”是相对于比它更早发生的一次更大的轰击事件来说的，行星就是在那次轰击中产生的。

随着轰击事件逐渐减少，火山作用成了改变月球外观的主要因素。熔岩在月球的表面四处流动，淹没了陨击盆地，而火山的大爆发将物质喷飞到几百千米的高空。在30亿～35亿年前这段时间，火山活动达到了顶峰，但也有部分火山岩看起来是在10亿年前才形成的。(www.xing528.com)

水星和火星很久以前的表面也和月球一样布满陨击坑。虽然不知道它们的形成时间，但它们的大小分布和月球高地上的差不多。坑洞的大小和造成该坑洞的撞击物的大小有着直接的关系，这说明水星、火星和月球都是被同一类小天体撞击的。含有撞击熔融物的几类陨石的年龄大体都在39亿年左右，这意味着晚期重轰击还波及了小行星带。说不定当时的地球和金星也遭受了多次撞击，只不过撞击产生的坑洞都被地质作用侵蚀了。

造成晚期重轰击的罪魁祸首究竟是什么至今还不清楚，但有几个理论可供参考。行星形成后剩余的部分星子可能围绕太阳运转了几百万年后，最终撞向了月球和行星，但计算结果表明，晚期重轰击发生时，这些物质大部分已经消失了。撞击事件的突然增加可能是由类似谷神星的小行星所造成的，撞击产生的碎片充斥着内太阳系。但这种事件发生的可能性非常小。

可信度最高的解释是，在大约39亿年前，行星的轨道突然发生改变。我们会在第14章介绍，有一个理论推测出了这一改变，它改变了许多小行星和彗星的轨道，使它们之中有一部分撞向了月球和行星。月球高地上的陨击坑的大小佐证了这一观点，这些陨击坑表明撞击物体来自小行星带。

尽管造成晚期重轰击的原因仍不清楚，但月球表面清晰可见的痕迹表明太阳系早期曾经经历过一次大动荡时期。几乎可以肯定，那次产生月球盆地的轰击事件也波及了地球，并且对地球上的生命造成了深远的影响，具体见下一章。