作為距離地球最近的一顆星球,月球一直是人類重點關(guān)注的天體,盡管人類已經(jīng)向月球發(fā)射了很多探測器,甚至還親自登上了月球,但對于人類而言,月球依然充滿了神秘,而其中最大的謎團就是,月球到底是怎么形成的?
月球起源之謎
關(guān)于月球的起源,科學家們曾經(jīng)提出過多種假設,比如說“俘獲說”認為,月球應該是地球俘獲到的一個“路過”的天體,“同源說”認為,月球和地球應該是同時形成于太陽星云的兩個距離較近的天體,“大碰撞假說”則認為,在45億年前,有一顆行星與地球發(fā)生了碰撞,而月球就是起源于這次碰撞事件。
在這些理論中,“大碰撞假說”最終脫穎而出,因為這種假說能夠較好地解釋地月系統(tǒng)是存在的很多現(xiàn)象,例如月球和地球的體積和密度的差異、地球的自轉(zhuǎn)速度、月球樣本的化學成分以及同位素比例等等。
月球是怎么在這場碰撞中形成的呢?
這顆撞擊地球的行星被命名為“忒伊亞”,根據(jù)“大碰撞假說”,“忒伊亞”與地球在同一時期形成于太陽系誕生之初的原行星盤中,只不過因為“忒伊亞”形成區(qū)域的物質(zhì)相對較少,所以它就要比地球小一些,其大小與現(xiàn)在我們看到的火星差不多。
在45億年前的某一天,“忒伊亞”與地球的運行軌跡出現(xiàn)了重合,然后這兩顆行星以每秒5公里的相對速度發(fā)生了碰撞,撞擊角度約為45度。在碰撞的過程中,兩顆行星的部分動能轉(zhuǎn)化成了熱量,使撞擊區(qū)域內(nèi)的大部分物質(zhì)都處于熔融狀態(tài)。
“忒伊亞”幾乎被撞得粉碎,而地球也遭到重創(chuàng),盡管地球能夠因為強大的引力結(jié)合能而不至于被撞得四分五裂,但還是有大量的地幔物質(zhì)與“忒伊亞”的部分碎片一起被拋灑到了太空中。
在此之后,“忒伊亞”的殘骸漸漸融入了幾乎崩塌的地球,在引力的作用下,地球又逐漸重新恢復成球體,與此同時,那些被拋出的物質(zhì)也在地球的引力束縛下,一邊圍繞著地球旋轉(zhuǎn),一邊互相吸積,并最終形成了一顆嶄新的星球,成為了地球的衛(wèi)星,在45億年之后的現(xiàn)在,地球上的我們將它稱之為“月球”。
45億年前與地球相撞的行星找到了?
在2021年3月舉行的月球與行星科學會議上,科學家提出了一個很有意思的觀點:45億年前與地球相撞的那顆行星并沒有完全消失,它可能就在地球內(nèi)部。
需要注意的是,該觀點并非憑空猜測,而是有相關(guān)的研究作為支撐,我們來看看這是怎么回事。
地震是一種常見的自然現(xiàn)象,平均每一年,地球上都會發(fā)生數(shù)百萬次地震,只不過絕大多數(shù)地震都非常輕微,以至于人類基本上感覺不到。每一次地震都會產(chǎn)生地震波,它們會在地球內(nèi)部傳播,通過對地震波傳播過程進行分析,科學家就可以窺探到地球內(nèi)部的秘密。
事實上,我們所熟悉的地球結(jié)構(gòu)模型(即地球分為地核、地幔以及地殼),就是通過種方法得知的。隨著技術(shù)的更新迭代,人們對地震波的探測與分析也越來越精細,并在此基礎上發(fā)展出了能夠?qū)Φ厍騼?nèi)部虛擬成像的技術(shù)——地震層析成像技術(shù)。
在這項技術(shù)的幫助下,科學家驚訝地發(fā)現(xiàn),地球內(nèi)部有兩片巨大的區(qū)域與周圍的物質(zhì)存在著明顯的分界面,并且其物質(zhì)密度也明顯比周圍物質(zhì)大,換句話來講就是,在地球的內(nèi)部存著兩個巨大的結(jié)構(gòu)物。
如上圖所示,這兩個巨型結(jié)構(gòu)物一個在太平洋的下方(Pacific LLSVP),一個在非洲的下方(African LLSVP),都位于地球的赤道附近,測量數(shù)據(jù)顯示,它們的總體積大約有14.2萬億立方米,最厚的位置可達1000千米。
科學家認為,地球內(nèi)部的這兩個巨型結(jié)構(gòu)物,很可能就是45億年前與地球相撞的那顆行星所留下的殘骸,在那場慘烈的碰撞中,這顆行星的殘骸最終融入了地球。
小結(jié)
雖然科學家在地球內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的這兩個巨型結(jié)構(gòu)物可以用“大碰撞假說”來進行解釋,但是以現(xiàn)在的科技來看,我們根本不可能深入到地球內(nèi)部去一探究竟,因此這只能算是一個合理的假設,并不是科學家給出的結(jié)論。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見`