右方是月表的照片，是1966年4月1日拍攝的歷史照片，可清晰看見月表滿佈坑洞。
約39億年前，太陽系內側曾發生大撞擊事件（Hevvy Bombardment），整個事件延
續了地質歷史上非常短暫的時間--僅2000萬年～1億5000萬年之久，這是天文學家
都認同的事；唯一爭議之處，是引起大撞擊事件的，究竟是小行星還是彗星。
根據美國亞利桑納大學（University of Arizona）和日本國立天文台（ational
Astronomical Observatory）天文學家的研究，確定這是太陽系早期受到大量小行
星撞擊的結果，而不是彗星造成的。他們認為，這些小行星應該都是來自火星與木
星之間的小行星帶中，因受到木星等巨行星的軌道向太陽漂移的影響，使這些小行
星的軌道不穩定而紛紛撲向太陽系內側，因此除了月球受到大量撞擊之外，地球等
行星也無法避免，只是因地球表面的撞擊痕跡受到有風化侵蝕與板塊運動之故，大
多已被彌平。
天文學家認為：在大撞擊事件晚期之後，撞擊行星或衛星的小天體，其實與大撞擊
時期不同。由於在大撞擊事件晚期（Late Heavy Bombardment或Lunar Cataclysm
period），絕大部分的近地小行星（near-Earth asteroids，NEAs）都已變成碎片
，散佈在太陽系內側各天體的表面。
亞利桑納大學的Strom過去35年來一直在研究太陽系各天體表面的隕石坑大小和分佈
狀況。他一直懷疑，太陽系內側各天體表面的隕石坑，其實應該是由兩群不同的小天
體所造成，但都苦無證據得以證明他的想法。直到近年來，全球近地小行星任務搜尋
的普及與精進，才能將水星至火星等天體表面的隕石坑直徑與小行星的的大小進行比
對，研究其相關性。
Strom等人利用比例定律（scaling laws）來推導隕石坑直徑和小行星直徑之間的關
係後，可以很明顯地區分出有古老的和較年輕的兩大群。換句話說，現在的小行星帶
中，小行星直徑與分佈狀態的關係，大約是在40億年之前就已固定了。而且，在大撞
擊時期的晚期，小行星帶中的小行星無論直徑大小為何，都無法逃避巨行星的重力擾
動而撲向太陽系內側。
這些天文學家認為：當木星、土星、天王星和海王星等氣體巨行星幾乎已經完全成形
之際，會將太陽系中的「殘渣」--沒有變成行星或衛星的一部份的物質，驅趕到太陽
系外側區域，也就是現在的庫伯帶（Kuiper Belt，或譯為古柏帶）。在此過程中，這
些氣體巨行星--尤其是木星-的軌道能量逐漸損失，因而造成它們的軌道逐漸向太陽系
內側移動。這個木星軌道向太陽漂移的過程，又使得小行星帶中，無論直徑大或小的
小行星，都深受木星重力影響而改變它們的軌道，其中一些小行星被被甩出小行星帶
以外，朝太陽系內側移動，這才在大撞擊事件晚期造成了另一波大量撞擊事件。
其他天文學家利用氬同位素放射性定年技術（argon-argon dating technique），測
定地球上發現的月球隕石融化時間--即月表被撞擊、撞擊碎片融化而拋入太空的時間
，與前述的這個研究結果相當符合。經由這種太空化學的定年研究，他們發現所有的
月球撞擊事件都發生在39億年前--真是一場月球全球的大災難！此外，各次阿波羅登
月計畫所帶回來的月球岩石標本分析結果顯示：月表上有80％以上的隕石撞擊坑，是
小行星撞出來的。
綜合上述個個研究，這些天文學家認為，彗星在太陽系內側的大撞擊事件中，只是個
配角。但是這個結論，卻與目前天文界認為的：「地球上絕大部分的水是經由彗星撞
擊地球帶來的」的理論矛盾。Strom表示：經由彗星帶到地球上的水，應該不超過地球
總水量的10％。
39億年前的大撞擊事件，使得各天體的地表特徵被徹底改變，在地球或月球上或許還
可以找到比39億年還老的岩石，但都是斷垣殘片，天文學家無法利用隕石撞擊記錄來
瞭解比39億年還古久的地質歷史。此外，如果真如其他地質證據所說的：地球曾在40
～44億年前擁有海洋，則這片海洋在小行星的猛烈撞擊下，必定早就蒸發殆盡。
Strom等人還提出一項假設：在大撞擊事件晚期，因撞擊的關係，可能會在地表下產生
一些熱液系統（hydrothermal systems），很可能是早期生命發展的關鍵。他們估計
：在此時期，地球上因撞擊而形成直徑在10～1000公里左右的隕石坑，至少有20,000
個以上。
從隕石坑的地質記錄來看，在大撞擊事件完全結束之後，太陽系內側各天體所受到的
撞擊，絕大部分都是來自近地小行星。近地小行星通常是小行星帶中比較小的，受到
所謂的「Yarkovsky效應（Yarkovsky Effect）」影響，這種大小的小行星會比較容易
向太陽系內側漂移，使得其軌道可能會與地球軌道交錯。Yarkovsky效應是指：小行星
受到太陽輻射後，小行星各個部分吸收與再輻射太陽能的比例不同，經過數千萬年之
後，這種不均勻的能量足以推動直徑約20公里左右的小行星，使其離開原本為共振區
（jovian resonance）或間隙帶（gap）的穩定位置，最後才進入與地球會交錯的軌
道。小行星愈小，受到Yarkovsky效應影響愈大。
行星地質學家多年來一直嘗試要利用隕石坑數量和其直徑分佈的關係，找出行星和月
亮表面的絕對年齡。但是，如果不知道撞擊體的來源，就無法確定誤差的範圍。Strom
等人的研究，不但終於證實了Strom35年前的想法是正確的，而且可以經由大撞擊時期
的撞擊坑洞地質記錄，來研究火星的地質歷史，更反過來利用火星的撞擊坑記錄，得知
撞擊曲線有兩條--古老的，與年輕的。
但是，這僅是太陽系內側的狀況，無法應用到太陽系外側的天體上。唯一可能有用的
，是利用隕石撞擊速率精確地測定太陽系內側天體的表面年齡後，再藉此推廣到太陽
系外側，以供研究外側天體的地質狀況。
參考資料：
http://uanews.org/cgi-bin/WebObjects/UANews.woa/4/wa/SRStoryDetails?ArticleID=11692, 2005.09.15
* 轉載自臺北天文館
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