撞擊年齡

撞擊年齡是太陽系固態天體表面受撞擊成坑至今的時間間隔。星子、小行星和彗星撞擊成坑作用是太陽系固態天體表面上發生的一個基本過程。

撞擊年齡

正文

太陽系固態天體表面受撞擊成坑至今的時間間隔。星子、小行星和彗星撞擊成坑作用是太陽系固態天體表面上發生的一個基本過程。從最靠近太陽的水星,至遠離太陽的土星衛星等各類固態行星和衛星,它們的表面都分布著大小不等、密度各異的撞擊坑,這些撞擊坑記錄了太陽系固態天體表面受撞擊的時間序列。觀測和統計分析地-月系,類地行星及其他固態天體表面不同地質單元上撞擊坑的密度、形態及大小分布,可以計算行星表面各地質單元的相對年齡
行星表面狀態保持愈久,撞擊坑密度愈高。地球撞擊坑和月球撞擊坑樣品年齡的直接定定,使這個方法開始成為研究太陽系固態天體表面年齡和演化歷史的一種定量方法。地-月系的撞擊記錄成為測定其他天體撞擊年代的比較標準。
地球的古老撞擊記錄已被長期的地質作用所清除,近代的撞擊記錄可由天文觀測的彗星和與地球相交的小行星數進行估算,或用地表的現代撞擊坑記錄進行計算。天文方法獲得的地球現代成坑(坑直徑大於10公里)速率約為2.9個/(100萬平方公里·100百萬年),按北美和東歐兩個地區的撞擊坑記錄,其推算的結果為1.4~2.2個/(100萬平方公里·100百萬年)。在統計誤差範圍內,兩種方法的結果相一致。
月球良好地保存著古老的撞擊坑記錄。月球早期被猛烈轟擊期間發生的撞擊頻率很高,頻率峰約在40億年前出現。在40億年至33億年之前,撞擊頻率隨時間呈指數式下降,隨後近似趨於恆定。月球地質單元愈老,撞擊坑密度通常愈高。天文觀測估算的月球現代成坑速率約為1.9個/(100萬平方公里·100百萬年)。
水星平原和高地的撞擊特徵與月球十分類似,由天文觀測結果估算,水星上的近代成坑速率約為 2.3個/(100萬平方公里·100百萬年),此值約比月球的對應值高20%。假設在水星和月球的撞擊歷史中保持這個成坑速率的比值,由水星大平原和高地撞擊坑的密度和大小分布的觀測結果,用月球的撞擊記錄推出水星大平原和卡路里盆地約在37億年前形成,水星高地的高密度撞擊坑表明在41~42億年前曾發生猛烈轟擊事件。
火星上現代的撞擊坑主要來自與火星軌道相交的小行星。由火星平原撞擊坑觀測密度估計,它的表面年齡範圍約為 0~30億年。火星的稠密撞擊坑高地(特別是南半球)的坑密度、大小分布同月球、水星相似,估計保存著40億年前猛烈轟擊期的撞擊記錄。
由天文觀測結果估算,彗星撞擊木衛三和木衛四的累計現代成坑速率分別約為2.3~1.2個/(100萬平方公里·100百萬年)。木衛三和木衛四的巨大多環體系年齡可能有38~40億年。
木衛五的部分撞擊坑表面與月球高地相似,預計保存著約在40億年以前發生的猛烈轟擊記錄。
類地行星、木星和土星衛星不同區域表面的撞擊年代,有待對返回樣品的同位素年齡直接測定來驗證。

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