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月球形成撞击前,地球曾被岩浆海洋覆盖

探索月球形成理论,该理论认为忒伊亚撞击时的熔融地球可以解释月球独特的成分。

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图片来源:维基共享资源

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如果地球在撞击发生时是熔融的,它可能能够产生我们今天看到的月球。(图片来源:NASA/JPL-Caltech)在过去的几十年里,如果你问一位天文学家月球是如何形成的,几乎所有的人都会告诉你,一个被称为忒伊亚的火星大小的行星撞击了早期地球,将一团碎片送入高层太空,在那里凝聚成我们银色的卫星。而且有强有力的证据支持这一想法。但深入挖掘,你会发现这个理论存在一些令人烦恼的问题。几乎所有关于巨型撞击的模型都表明,月球应该仍然含有大量的忒伊亚。但研究人员对地球和月球岩石的化学成分进行研究越多,就越发现这两个天体在化学成分上似乎越相似,丝毫没有忒伊亚的化学指纹。现在,一项新的研究重新构想了忒伊亚撞击地球的情景,并表明如果我们当时的世界被一个巨大的熔岩海洋覆盖,这就能解决关于月球如何形成的长期存在的疑问。

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深度撞击

在过去的几十年里,许多关于月球形成的论点都归结于地球-忒伊亚碰撞的非常具体的细节。但这些小细节带来了大后果。如果两个天体近乎正面碰撞,足够的碎片混合在一起可以解释为什么地球和月球在成分上如此相似。但如果你进行这些计算,轨道数学就不成立了,因为月球无法进入我们今天观察到的轨道。如果天文学家将碰撞改为更多的是擦边球,那么你就可以重现月球的轨道,但月球中含有比我们观察到的更多的忒伊亚。另一个解决方案是接受或许忒伊亚从一开始就由与地球相同的材料以相同的比例组成,但许多天文学家对这种巧合感到不安。


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现在,日本海洋地球科学技术机构的 Natsuki Hosono 和他的研究团队在《自然-地球科学》上发表了一项新理论

,试图提供另一种解决方案。他们认为,如果地球在忒伊亚碰撞时是熔融的,而不是固态的,那么更多的地球物质就会被喷射到太空,使得月球主要由我们的行星组成,而不是忒伊亚。熟悉的撞击故事的熔融地球版本也可以解决地球与其月球之间成分上为数不多的差异之一。月球的氧化铁(FeO)含量远高于地球。但如果地球的大部分被熔化成液体,那么这个熔岩海洋应该比整个地球含有大量的氧化铁。忒伊亚撞击那个海洋,会将其抛入太空,在那里它可能凝聚成我们今天看到的月球。Hosono 的团队使用了比许多过去项目更详细的建模来展示他们的工作,这为它增加了一些分量。但这项研究很可能还不是关于我们月球究竟来自何处的长期辩论的最终结论。

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