嫦娥6号サンプルで判明 月最古の巨大衝突痕は約42億5千万年前

月探査ミッション嫦娥6号が持ち帰った月の裏側サンプルを分析した結果、月で最も古く最大級の衝突痕とされる南極エイトケン盆地の形成年代が約42億5千万年前だったことが、中国の研究チームにより示されました。月と太陽系初期の歴史を描き直す手がかりとして注目されています。

月最古の巨大衝突、年代が初めて直接判明

研究チームは、中国科学院地質与地球物理研究所のChen Yi氏が率いています。嫦娥6号ミッションで回収された月の試料を使い、南極エイトケン盆地の形成年代を約42億5千万年前と精密に示し、その成果は学術誌National Science Reviewに掲載されました。

南極エイトケン盆地は、月の裏側にまたがる巨大な衝突盆地で、太陽系が誕生してから最初の数億年のあいだに、無数の小天体が惑星や衛星に衝突した時期にできたと考えられてきました。しかし、これまでその年代は間接的な推定にとどまり、約43億5千万年前から約42億6千万年前まで幅があるとされていました。

今回の研究は、この盆地から直接採取した岩石片を分析することで、初めてサンプルにもとづく年代を示した点に大きな意味があります。

嫦娥6号が持ち帰った月の裏側サンプル

嫦娥6号探査機は2024年5月3日に中国から打ち上げられ、同年6月25日に帰還機が中国北部に着陸し、月の裏側から1,935.3グラムのサンプルを持ち帰りました。南極エイトケン盆地からのサンプルとしては初の回収となりました。

着陸地点は、南極エイトケン盆地の内部にあるアポロ盆地の玄武岩に覆われた領域でした。この場所は、南極エイトケン盆地が形成された後にも複数回の衝突を受け、さらに玄武岩の噴出などを経験してきたと考えられています。そのため、嫦娥6号のサンプルには、異なる時代に由来するさまざまな岩石の破片が混ざっており、目的の衝突盆地そのものの年代を突き止めるのは簡単ではありませんでした。

わずか5グラムから年代を読み解く分析

Chen氏らの研究チームは、南極エイトケン盆地をつくった巨大衝突が莫大な量の溶融岩石シートを生み出したと考え、この衝突溶融物の名残をサンプルの中から探し出すことを出発点としました。

今回の研究では、持ち帰られたサンプルのうち約5グラムから約1,600個の微小な破片を選び出し、その中から20個の代表的なノーライトと呼ばれる岩石の破片を特定しました。これらは、組織や鉱物の種類、化学組成の特徴から、大規模な衝突でつくられた岩石である可能性が高いと判断されました。

研究チームは、ノーライトに含まれるジルコニウムを含む鉱物を対象に、鉛同位体を用いた精密な年代測定を実施しました。その結果、およそ42億5千万年前と約38億7千万年前という、少なくとも2回の大きな衝突イベントを示す年代が得られました。

このうち古い方のノーライトは、同じ衝突溶融シートの中でも異なる深さで結晶化したと考えられる構造と組成を示しており、南極エイトケン盆地をつくった初期の巨大衝突の産物である可能性が高いと結論づけられました。

月と太陽系初期史への意味

研究チームは、南極エイトケン盆地全域で行われてきた地質調査や岩石の比較研究と今回の年代測定を組み合わせることで、約42億5千万年前という年代が、盆地形成そのものの時期を最もよく説明するとしています。

これは、太陽系の始まりから約3億2千万年後に、月最大の衝突盆地が形成されたことを示す、初めての直接的なサンプル証拠です。月の表面には大小さまざまなクレーターが刻まれていますが、その年代を推定するためには、いくつかの基準となる年代が欠かせません。

今回得られた南極エイトケン盆地の年代は、月のクレーター年代を求める時間軸をより正確にするための重要なアンカーとなり、月の初期進化や太陽系初期の衝突史をより細かく描き出すうえで欠かせない手がかりになるとされています。

サンプルがもたらす時間の物差し

月の裏側からもたらされた1,935.3グラムのサンプルのうち、今回使われたのはわずか5グラムに過ぎません。それでも、月最古の巨大衝突の年代を大きく絞り込むことができました。今後、残りのサンプルの詳細な分析が進めば、月の歴史や太陽系初期の環境像はさらに精密になっていくと考えられます。

私たちが夜空に見上げる月の静かな姿の裏側には、激しい衝突の歴史が刻まれています。嫦娥6号が持ち帰った小さな岩片は、その長い歴史を読み解くための時間の物差しとして、これからも重要な役割を果たしていきそうです。

Reference(s):

Chang'e-6 samples date moon's oldest impact crater to 4.25b years ago

cgtn.com