地球曾有一颗“邻居行星”:它撞上我们,才诞生了月球

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在地球的早期,可能曾经有这么一颗行星,它和地球很像,默默地运行在地球附近。虽然它没留下名字,也没留下运行轨迹,但却留下了我们每天都能看到的月亮。 地球与原行星忒伊亚之间巨大撞击的示意图。最新研究

  在地球的早期,可能曾经有这么一颗行星,它和地球很像,默默地运行在地球附近。虽然它没留下名字,也没留下运行轨迹,但却留下了我们每天都能看到的月亮。

  地球与原行星忒伊亚之间巨大撞击的示意图。最新研究表明,在不幸的分裂之前,两者可能曾是极其接近的邻居

  这事要从45亿年前说起。那时太阳系还很混乱,各种大小的原始行星到处乱撞。年轻的地球刚诞生不久,地表热得像一片岩浆海。就在这时,一颗火星大小的岩石行星撞上了地球。撞击的力度非常地猛烈,撕开了地幔,还把大量熔化的碎片甩到了太空。这些碎片围绕地球旋转、冷却、聚集,最后变成了我们今天所看到的月球。

  科学界一直把撞击地球的这颗行星叫做“忒伊亚”,但它到底从哪里来,由什么组成,一直以来是个谜团。最近有研究给出了一个令人惊讶的答案:忒伊亚可能不是从太阳系外跑来的“野孩子”,而是像地球一样,在太阳附近诞生的“邻居”。也就是说,它可能一直在地球的旁边。

  为了验证这个想法,研究团队重新分析了阿波罗计划带回的月球样本,以及来自全球不同地区的地幔岩石。他们重点关注铁、钼、锆这些元素的同位素差异,因为这些差异可以反映物质形成时的位置。理论上,如果有些元素在地球形成初期就存在,它们应该已经沉入地核。但现在地幔里还有这些痕迹,说明它们是后来被撞击带进来的。

  研究团队把这些数据与陨石的成分进行比较,又进行了几百次模拟,试图还原当时的撞击情况。结果都指向同一个结论:只有当忒伊亚也在内太阳系形成,地球和月球现在的成分才能如此相似。它很可能是一个岩石构成、带有金属内核的行星,质量大约是地球的5%到10%,并且包含一些来自更靠近太阳的早期物质——这种物质现在在陨石样本里已经找不到了。

  像这样的月球岩石,是阿波罗 17 号任务期间收集的,它们帮助研究人员探究了地球、月球和忒伊亚的历史。

  研究团队认为,那种“消失的物质”可能从未以固体颗粒的形式存在过,要么很早就被地球、金星、水星等行星吸收了,要么彻底蒸发掉了。将来如果能从金星或水星获得样本,或许能证实这个推测。

  就算忒伊亚的身世越来越清楚,还有一个问题悬而未决:当年的巨大撞击是怎么把两个行星混合到几乎一样的?为什么地球和月球的化学成分这么接近?科学家一直在寻找对撞击角度、撞击方式和碎片分布的最佳解释,但目前还没有最终答案。

  如果有一天能搞清楚这个问题,或许就能补全月球诞生这段历史缺失的一页。毕竟,那次撞击不仅造就了月球,也影响了地球的未来,稳定了地球的自转,影响了气候,甚至可能为生命的出现创造了条件。换句话说,如果没有这颗曾经陪伴地球的“失落行星”,我们可能就不会在这里讨论这些问题了。

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