月にあるキンモクセイの木はどこから来たのか知っていますか？

子どもの頃、中秋節の夜、涼しい風が吹き、月餅をすすりながら月を眺めていたことを思い出します。祖父は私に、呉剛がキンモクセイの木を切り倒したという神話の物語を語ってくれました。私は月を眺めながら、どうしても伐採できないキンモクセイの木に深い関心を抱きました。その後、月には広漢宮も嫦娥も玉兎もおらず、古来から崇められてきた金木犀の木は実は月の海であることを知りました。月は黒と白と灰色のほぼ死の場所であると言えます。では、月にある「キンモクセイの木」が何なのか、どこから来たのかご存知ですか?

「キンモクセイの木」は実は月の海

月は地球の潮汐重力に固定されているため、常に同じ面を向いて地球の周りを回っています。月の自転周期は公転周期と同じで、27.32 日です。月の地球に面している面は「表側」、地球から遠い面は「裏側」と呼ばれます。前面の暗い部分はいわゆる月の海（「キンモクセイの木」）で、望遠鏡が発明される以前は月には海があると信じられていたことからその名が付けられました。しかし、実際には月の海には水が一滴も存在しないのです！

月の表と裏は明確に二分されている┃ 出典: インターネットから引用

月の海は暗い玄武岩の平原で構成されており、主に月の前面に集中しており、月の全表面の6分の1と前面の3分の1を覆っています。月の裏側は主に明るい色の斜長石高地で構成されており、月の海はなく、密集した衝突クレーター（またはクレーター）で覆われています。 NASAの月探査ミッションGRAILの観測結果によると、月の表側の地殻の厚さは30～40キロメートル、裏側の地殻の厚さは50～60キロメートルと、表側よりも20キロメートルほど厚いことが分かっています。月の重心は地球に近い側にあります。この非対称性は地球の重力によって引き起こされると考えられます。

要約すると、月は明確な「二面性」を示しています。表側には薄い地殻があり、多くの暗い月の海と多くの低地の平原があります。裏側には厚い地殻があり、淡い色の斜長石が多く、険しい高地が多い。

月の内部構造の模式図[1]

「キンモクセイの木」は小惑星によって作られた

この「キンモクセイの木」の起源は45億年前にまで遡ります。前回の記事では、月が巨大な衝突から生まれ、その後、灰から蘇った不死鳥のように、まさに火の玉に変わったという話をしました。数億年を経て徐々に冷えて固まり、核・マントル・殻構造を持つ岩石惑星が形成されました。

しかし、フェニックスの再生は世界に永続的な平和をもたらしたわけではありません。月面の衝突クレーターの統計によると、約39億年前に無数の小惑星や彗星が月に衝突し、さまざまな大きさの衝突クレーターが形成されたことが分かっています。このイベントは、後期重爆撃 (LHB) イベントと呼ばれます。小惑星の衝突により、高周波の衝突で大量の熱が発生し、月のマントルから玄武岩のマグマが月面に湧き上がり、衝突クレーターを埋め尽くして広大な月の海原「キンモクセイの木」を形成しました。簡単に言えば、「キンモクセイの木」は衝突クレーターを埋め尽くした暗い色（カンラン石輝石などのマグネシウムを豊富に含む鉱物を含んでいるため暗い色）の玄武岩マグマによって形成され、このすべては小惑星によって引き起こされたのです。

なぜ小惑星は月に衝突するのでしょうか?

実際、太陽系の形成の初期段階では、微惑星同士の衝突は非常に一般的であり、巨大衝突による月の起源は、これの最良の証拠です。しかし、惑星が形成され、その軌道付近の微惑星が除去されるにつれて、これらの微惑星が惑星に衝突する頻度は急速に低下するはずです。では、39億年前に小惑星の衝突頻度が急激に増加した原因は何だったのでしょうか?

科学者たちは、これはおそらく初期の太陽系におけるいくつかの大きな惑星の移動行動に関連していると考えている。巨大なガス惑星（木星や土星など）と微惑星円盤との相互作用により、軌道移動が起こります。これらの巨大天体が太陽系内部に移動したことで、重力バランスが大きく崩れ、もともと小惑星帯にあった多数の小さな天体が軌道から外れ、太陽系内部で後期重爆撃現象が引き起こされ、この現象は約 1 億年続きました。

月の形成の簡単な歴史[1]

当時の小惑星は月にだけ衝突したのですか？

この後期重爆撃事件では、小惑星が無差別攻撃のように襲来し、地球に似た惑星はすべて残酷に破壊されました。例えば、水星のクレーター表面は最良の証拠であるが、地球への小惑星衝突の証拠はプレートテクトニクス、火山活動、浸食によって大部分が消去されている。

月には大気もプレートテクトニクスもありません。小惑星の衝突によって形成されたさまざまな大きさの衝突クレーターのほとんどはそのまま保存されており、月の全歴史を通じて小惑星の衝突イベントを忠実に記録しています。それだけでなく、彼女は太陽風粒子の注入と微小隕石の衝突を小さなノートに秘密裏に記録していました。

偶然にも、科学界で一般的に受け入れられている見解は、地球上の最古の生命は38億年前に出現したというもので、これは後期重爆撃イベントの時期と非常に一致しており、地球上の生命が地球外起源であるという仮説に状況証拠を提供しています。

小惑星の衝突の影響により、初期の地球の表面層は溶岩で覆われていました。 ┃ 画像出典：シモーネ・マルキ

新しい章を楽しみにしています

中秋節の夜は、月を詩的に鑑賞し、平和で穏やかな時間を感じます。しかし、その穏やかな外見の下には、スリリングな過去が隠されています。もし月が本だとしたら、それは太陽系における惑星の暴力のほぼ45億年の歴史となるだろう。我が国の嫦娥5号のサンプル採取地点は、月の海の前面にある嵐の海の北西部に位置しており、現在までに発見された中で最も新しい月の海の玄武岩です。嫦娥5号が月から持ち帰ったサンプルの研究は、間違いなくこの歴史書に新たな一章を加えることになるでしょう。

参考文献:

[1] ムーン、2020年、天地出版社。

[2] Wieczorekら2013年サイエンス、339(6120)、671-675。

[3] モルビデリら2005年ネイチャー誌435(7041):462–465.

[4] ゴメスら2005年ネイチャー誌435(7041):466–469.

[5] アブラモフら2009年、ネイチャー、459（7245）：419–422。

著者について

江雲

中国科学院紫金山天文台天体化学・惑星科学研究所准研究員。研究分野: 火星、月、小惑星の隕石の岩石学、鉱物学、同位体地球化学、年代学。

輪番編集長：杜富君

編集者：王克超