从元素分布上来说月球(的硅酸盐部分)相比地球(的硅酸盐部分)和 CI 球粒陨石(代表太阳系行星原始成分)相对更缺亲铁和挥发性元素,但是月球相比地球更富铁(分异程度不够)
亲铁元素会在地球地核形成的过程中分化进入地核,因此地球硅酸盐部分含有的亲铁元素比 CI 球粒陨石要低。挥发性元素含量则取决于温度,温度越高,挥发性越强(下图中越靠左)的元素会有更多流失到宇宙中。
同位素比例上月球样品同地球的一致性
不同天体由于相对太阳的距离以及自身演化过程不同,一些同位素特征也彼此不同,然而就同位素比例而言月球和地球则是相对一致的,并且同太阳系内的其他天体(以不同的陨石作为代表)存在显著差别。
下面几个图中氧同位素反映母体质量变化(在氢存在下,SiO 蒸汽转变为 SiO2 的过程中存在同位素分馏),硅同位素反映硅在硅酸盐和地核间的分异,钛同位素(和氧相似,但因为其较高的凝结温度,行星间的同位素交换平衡更为困难),钨同位素(准确来说是 182Hf/182W)反映地核形成。
月球的经典撞击模型(「canonical」 giant impact model):一个火星大小的撞击体同地球相撞形成了现在的月球
利用这一撞击模型可以很容易解释月球的物理&化学特征:地月系统的大角动量源于撞击;月球岩浆海源于撞击产生的热量;月球挥发性元素含量因为撞击和岩浆海的形成从而比地球更少;总的铁含量因为撞击发生在地球的地核形成以后,也相对较低。
但在解释同位素组成上这一模型则存在问题:在 canonical model 中月球的大部分材料(>50%)来源于撞击体,而非地球被撞击体剥落的部分。因此成分应当表现为某种陨石和地球的平均,难以解释为何地月同位素成分会如此一致。之后的学者为这个模型打了很多补丁:比如撞击体可能 hit & run 最后逃离了地球;亦或是撞击体的体积同地球其实差不多一致,撞击时地月成分均一化;或者撞击后地月间存在一定的元素平衡,但是都未能得到证实。
亲铁元素会在地球地核形成的过程中分化进入地核,因此地球硅酸盐部分含有的亲铁元素比 CI 球粒陨石要低。挥发性元素含量则取决于温度,温度越高,挥发性越强(下图中越靠左)的元素会有更多流失到宇宙中。
同位素比例上月球样品同地球的一致性
不同天体由于相对太阳的距离以及自身演化过程不同,一些同位素特征也彼此不同,然而就同位素比例而言月球和地球则是相对一致的,并且同太阳系内的其他天体(以不同的陨石作为代表)存在显著差别。
下面几个图中氧同位素反映母体质量变化(在氢存在下,SiO 蒸汽转变为 SiO2 的过程中存在同位素分馏),硅同位素反映硅在硅酸盐和地核间的分异,钛同位素(和氧相似,但因为其较高的凝结温度,行星间的同位素交换平衡更为困难),钨同位素(准确来说是 182Hf/182W)反映地核形成。
月球的经典撞击模型(「canonical」 giant impact model):一个火星大小的撞击体同地球相撞形成了现在的月球
利用这一撞击模型可以很容易解释月球的物理&化学特征:地月系统的大角动量源于撞击;月球岩浆海源于撞击产生的热量;月球挥发性元素含量因为撞击和岩浆海的形成从而比地球更少;总的铁含量因为撞击发生在地球的地核形成以后,也相对较低。
但在解释同位素组成上这一模型则存在问题:在 canonical model 中月球的大部分材料(>50%)来源于撞击体,而非地球被撞击体剥落的部分。因此成分应当表现为某种陨石和地球的平均,难以解释为何地月同位素成分会如此一致。之后的学者为这个模型打了很多补丁:比如撞击体可能 hit & run 最后逃离了地球;亦或是撞击体的体积同地球其实差不多一致,撞击时地月成分均一化;或者撞击后地月间存在一定的元素平衡,但是都未能得到证实。