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45亿年前与地球相撞的行星找到了?科学家:它可能就在地球内部

 魅力科学君 2021-04-03

作为距离地球最近的一颗星球,月球一直是人类重点关注的天体,尽管人类已经向月球发射了很多探测器,甚至还亲自登上了月球,但对于人类而言,月球依然充满了神秘,而其中最大的谜团就是,月球到底是怎么形成的?

月球起源之谜

关于月球的起源,科学家们曾经提出过多种假设,比如说“俘获说”认为,月球应该是地球俘获到的一个“路过”的天体,“同源说”认为,月球和地球应该是同时形成于太阳星云的两个距离较近的天体,“大碰撞假说”则认为,在45亿年前,有一颗行星与地球发生了碰撞,而月球就是起源于这次碰撞事件。

在这些理论中,“大碰撞假说”最终脱颖而出,因为这种假说能够较好地解释地月系统是存在的很多现象,例如月球和地球的体积和密度的差异、地球的自转速度、月球样本的化学成分以及同位素比例等等。

月球是怎么在这场碰撞中形成的呢?

这颗撞击地球的行星被命名为“忒伊亚”,根据“大碰撞假说”,“忒伊亚”与地球在同一时期形成于太阳系诞生之初的原行星盘中,只不过因为“忒伊亚”形成区域的物质相对较少,所以它就要比地球小一些,其大小与现在我们看到的火星差不多。

在45亿年前的某一天,“忒伊亚”与地球的运行轨迹出现了重合,然后这两颗行星以每秒5公里的相对速度发生了碰撞,撞击角度约为45度。在碰撞的过程中,两颗行星的部分动能转化成了热量,使撞击区域内的大部分物质都处于熔融状态。

“忒伊亚”几乎被撞得粉碎,而地球也遭到重创,尽管地球能够因为强大的引力结合能而不至于被撞得四分五裂,但还是有大量的地幔物质与“忒伊亚”的部分碎片一起被抛洒到了太空中。

在此之后,“忒伊亚”的残骸渐渐融入了几乎崩塌的地球,在引力的作用下,地球又逐渐重新恢复成球体,与此同时,那些被抛出的物质也在地球的引力束缚下,一边围绕着地球旋转,一边互相吸积,并最终形成了一颗崭新的星球,成为了地球的卫星,在45亿年之后的现在,地球上的我们将它称之为“月球”。

45亿年前与地球相撞的行星找到了?

在2021年3月举行的月球与行星科学会议上,科学家提出了一个很有意思的观点:45亿年前与地球相撞的那颗行星并没有完全消失,它可能就在地球内部。

需要注意的是,该观点并非凭空猜测,而是有相关的研究作为支撑,我们来看看这是怎么回事。

地震是一种常见的自然现象,平均每一年,地球上都会发生数百万次地震,只不过绝大多数地震都非常轻微,以至于人类基本上感觉不到。每一次地震都会产生地震波,它们会在地球内部传播,通过对地震波传播过程进行分析,科学家就可以窥探到地球内部的秘密。

事实上,我们所熟悉的地球结构模型(即地球分为地核、地幔以及地壳),就是通过种方法得知的。随着技术的更新迭代,人们对地震波的探测与分析也越来越精细,并在此基础上发展出了能够对地球内部虚拟成像的技术——地震层析成像技术。

在这项技术的帮助下,科学家惊讶地发现,地球内部有两片巨大的区域与周围的物质存在着明显的分界面,并且其物质密度也明显比周围物质大,换句话来讲就是,在地球的内部存着两个巨大的结构物。

如上图所示,这两个巨型结构物一个在太平洋的下方(Pacific LLSVP),一个在非洲的下方(African LLSVP),都位于地球的赤道附近,测量数据显示,它们的总体积大约有14.2万亿立方米,最厚的位置可达1000千米。

科学家认为,地球内部的这两个巨型结构物,很可能就是45亿年前与地球相撞的那颗行星所留下的残骸,在那场惨烈的碰撞中,这颗行星的残骸最终融入了地球。

小结

虽然科学家在地球内部发现的这两个巨型结构物可以用“大碰撞假说”来进行解释,但是以现在的科技来看,我们根本不可能深入到地球内部去一探究竟,因此这只能算是一个合理的假设,并不是科学家给出的结论。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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