日本國立研究開發法人海洋研究開發機構（JAMSTEC）、神戶大學及理化學研究所對被認爲是地球和月球形成終極因數的大碰撞說進行了電腦模擬，結果發現月球可能是由原始地球的岩漿海洋（Magma Ocean）構成的。
目前的地球和月球被認爲是46億年前兩個天體發生大碰撞後形成的。大碰撞說能解釋地球和月球的各種特徵，因此研究人員透過電腦模擬進行了多方面的驗證。但後來的研究顯示，阿波羅探月人造衛星從月球帶回的岩石中所含的各種元素同位素比測量結果，與以前基於大碰撞說實施的電腦模擬結果相互矛盾。
本次研究改良了基於以前的標準大碰撞說的模式，全球首次在假說原始地球上存在岩漿海洋的情況下，實施了大碰撞電腦模擬（圖1）。結果表明，岩漿海洋可能在月球的形成中發揮了巨大作用，由此可以解釋地球與月球的同位素比問題。
圖1：大碰撞的數值計算結果。橘紅色爲地球岩漿海洋物質，藍色爲來自天體的物質
本次研究着眼於在大碰撞後形成的月球材料中，來自原始地球的物質佔多大比例，以及這個比例在存在和不存在岩漿海洋的情況下會發生多大程度的變化。類比計算的結果顯示，大碰撞時地球上存在岩漿海洋的情況下，地球的岩漿海洋對圓盤的形成做出了巨大貢獻（圖2）。發生碰撞後，地球上存在的岩漿海洋中的岩漿噴射到太空中。隨着噴出的岩漿成爲月球的材料——圓盤，形成了來自原始地球的物質佔比較高的圓盤。而撞擊地球的天體在發生第一次碰撞後不久再次撞擊地球，並最終與地球融爲一體。
圖2：成爲月球材料的物質的質量及起源的時間演變。橘紅色爲地球岩漿海洋物質，藍色爲來自天體的物質
研發小組以不同的碰撞角度和速度調查了圖1的計算結果，調查顯示，如果有岩漿海洋的存在，月球材料——圓盤中來自原始地球的物質的比例就會升高（圖3）。這個結果表明，原始地球發生大碰撞時，原始地球上存在岩漿海洋，可以有效解釋地球與月球的同位素比問題。
圖3：從不同的碰撞角度和碰撞速度進行計算，根據計算結果獲得的圓盤質量及來自原始地球的物質比例
相關成果已於4月29日發佈在英國科學雜誌《自然-地球科學》（Nature Geoscience）上。（日文發佈全文）
文：JST 客觀日本編輯部
