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45亿年前撞击地球的凶手行星被找到,残骸至今留在地球内部

45亿年前撞击地球的凶手行星被找到,残骸至今留在地球内部
2021年04月04日 19:26 新浪网 作者 我是姿势分子

  自古以来,每一个仰望夜空的人,几乎都曾经思考过一个问题:我们头顶上的月亮到底从何而来?

  在现代天文学建立之前,人们更多地是利用神话和传说来进行解释。随着现代科学的建立,人们意识到了月球不过是一种叫做卫星的天体,于是从天文学的角度来进行思考。

  

  为了解释月球的形成,科学家们提出过许多的假说,比如同源说,也就是月球和地球在同时同地形成;还有俘获说,认为月球原本是独立的天体,后来被地球的引力俘获;到了现在,最广为接受的说法,就是所谓的忒伊亚假说。

  忒伊亚假说认为,在大约45亿年前,也就是包括地球在内的整个太阳系刚刚形成时,当时的太阳系还非常混乱,天体四处乱窜。在那个时候,有一颗叫做忒伊亚的行星撞上了地球。这颗忒伊亚行星体积很大,和火星差不多,因此这次碰撞的威力非常恐怖,将地球炸碎。当时有大量的碎片被炸到太空中,它们在引力作用下形成了一颗新的天体,这就是月球。

  

  这个想法看起来大胆,并且并没有太多特别牢固的依据。而最近,来自于亚利桑那州立大学的科学家们在地球的深处,疑似发现了当初忒伊亚撞击地球时留下的残骸。如果这个身份得到确认,那么月球形成之谜或将画上一个完美的句号。

  本次研究的领导者是该校助理研究员Qian Yuan,他在向地球深处发射地震波的方式,发现了这个神秘的结构。我们知道,地震波是科学家们研究地质结构的重要手段,通过地震波的传播速度,可以了解地球内部的构造。

  就是在这个过程中,他们发现在非洲和太平洋下方,地震波在传播到一定位置的时候,速度就会变得非常非常慢。这意味着,这里有一片相当密集的区域,比周围环境密度更高,他们将这两个块状结构称为大型低剪切速度省(LLSVP)。早在2016年的时候,研究人员就已经发现了这个结构,当时还绘制了下面这张动画来描绘其大小。

  

  (图片说明:2016年的研究中绘制的动画)

  研究表明,大型低剪切速度省就处于地幔的深处,其中最深处在地表以下约2900公里的位置,已经很接近地核的外核了。据分析,这里的密度比地球其他地幔的密度高了1.5%-3.5%。同时,这里的温度也比普通地幔更高一些。

  不仅如此,这片区域的体积也相当惊人,高度接近1000公里,而宽度甚至是高度的2-3倍,更加惊人。Yuan形象地比喻道:“从体积方面来讲,它比珠穆朗玛峰还大了几百万倍!”

  研究人员形容:如果能够透过地壳和地幔去审视地球其余部分,会发现这两个结构就像是两只巨大的手,紧紧地捧住了地球。

  

  想要研究这片区域,并不是一件容易的事,毕竟它们的位置太深了,几乎触及地核了。不过,科学家们还是找到了研究方法。研究表明,从冰岛和萨摩亚两地的一些火山中所喷射出来的岩浆,就很有可能是来自于本次研究的大型低剪切速度省。通过对这些岩浆的分析,研究人员可以更好地了解这些深深隐藏在地表以下的神秘结构。

  在2019年的时候,就已经有研究表明,这些火山的羽流中的确有一些元素是来自于大约45亿年前。这就非常引人注意了,因为这正是科学家们推测的忒伊亚撞击地球的时间。

  看起来,我们获得了忒伊亚假说的重要证据,月球的形成之谜或将尘埃落定。不过,这也需要更多的研究来证明,因为我们现在还不能完全确定它们就是来自于忒伊亚。

  

  Yuan指出,目前还不能排除它们是地壳中密度较大的块状物,在漫长的岁月里逐渐下沉到地幔深处的。但同时,它的确很可能是来自于忒伊亚的。如果忒伊亚富含铁元素,就会有比较高的密度,那么在撞碎地球后它的确就会沉到地球深处,并且能够独善其身,而不与周围的地幔物质相混合。

  另外,即便忒伊亚撞击地球的事件被证明了,但其中仍然还有一些问题有待讨论。月球的形成只是忒伊亚撞击地球的其中一个结果,至于忒伊亚和地球到底发生了怎样的变化,目前还有待研究,其中三种理论比较重要——

  

  

  1. 在忒伊亚撞击地球后,两颗行星都粉身碎骨,最终内核融合在了一起;

  2.   2018年的时候有人提出,撞击事件发生后产生了极其惊人的能量,以至于两颗行星几乎都完全汽化,形成了一种名为synestia的结构,也就是一个完全熔融的岩石团块和一个汽化了的岩石团块。最后它们在引力的作用下凝聚起来,形成了地球和月球;

  3.   还有一种可能,那就是忒伊亚并没有融入地球内部,而是在撞击了地球之后逃离了事发现场。这种说法也早已有之,甚至有人用这种理论解释天王星转轴倾角达到97°的谜题。总之,在这种说法中,忒伊亚和地球虽然都没有完全摧毁,但也遭受重创,大量的碎片溅到太空中形成了月球。考虑到月球的成分和地球高度相似,即使这种情况是真的,那么它含有的忒伊亚行星物质的量也应该是相当少的。

  

  (图片说明:NASA的水手十号在1973年拍摄的月球照片)

  关于月球的形成一直是困扰科学家的最大难题之一,随着我们对地球结构和月球成分的了解越来越深入,这个千古谜题也终将浮出水面。目前看来,忒伊亚假说的可能性确实更大了。也许在45亿年前,地球真的遭遇过那次毁天灭地的撞击。

  不过,我们应该感谢那次撞击,因为如果忒伊亚没有撞上地球,那么今天就不会有月球,恐怕也不会有人类。

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