月球誕生新說:由地球蒸發巖形成,母體像個甜甜圈

長久以來,科學家便試圖揭示月球的形成之謎。阿波羅任務發現月球的化學構成與地球非常接近,這讓科學家十分困惑。根據一項新理論,月球在蒸發的地球巖環內形成。這個旋轉環就像一個“甜甜圈”,月球就在裡面誕生。這一理論能夠解答與月球化學構成有關的疑問,同時也能解釋月球為何在很多方面與地球相似。

月球誕生新說:由地球蒸發巖形成,母體像個甜甜圈

根據科學家提出的新理論,月球由蒸發地巖雲形成,母體像個甜甜圈

科學家提出了一個月球誕生的新假說,有助於我們解答長久以來與月球化學構成有關的疑問,同時也能解釋月球為何在很多方面與地球類似。阿波羅任務之前,科學家一度認為月球主要由幾十億年前撞擊年輕地球的天體碎片構成。通過對阿波羅登月任務採集的樣本進行分析,科學家得出了截然不同的發現。月球的化學構成與地球非常接近,就像是地球的雙胞胎弟弟。

新假說由物理學家莎拉·斯圖亞特提出,旨在破解這個謎團。根據她的假設,原始地球的旋轉速度遠超此前預計,導致地球與天體對撞後形成一個好似甜甜圈的蒸發巖環。隨著這個宇宙版甜甜圈的冷卻,在外緣形成的熔岩雨不斷積聚,最終形成了月球。形象地說,蒸發地巖環就像是一個搖籃,月球就在這個搖籃內出生。

月球誕生新說:由地球蒸發巖形成,母體像個甜甜圈

很多科學家相信月球在幾十億年前地球被一顆火星大小的行星撞擊後形成。

這種理論被稱之為“大碰撞假說”

斯圖亞特是加州大學戴維斯分校地球與行星學教授。據《鸚鵡螺》雜誌報道,這項月球形成理論讓斯圖亞特獲得62.5萬美元的麥克阿瑟基金會天才獎。她在2018年初指出:“這項研究解釋了一系列用當前觀點很難解釋的月球特徵。月球的化學構成幾乎與地球一模一樣,只存在些許差異。這是第一個與月球構成模式相匹配的模型。”

斯圖亞特率領的研究小組由加州大學戴維斯分校和哈佛大學的科學家組成。在他們研發的新模型中,月球的起源依賴一個新提出的物體,被稱之為“索內斯蒂亞”。這種短命天體在行星級天體撞擊地球時出現,形成一個甜甜圈形熔岩和蒸發巖結構。研究論文刊登在《地球物理研究期刊》上。

月球誕生新說:由地球蒸發巖形成,母體像個甜甜圈

新假說由物理學家莎拉•斯圖亞特提出,旨在破解月球形成之謎。

根據她的假設,原始地球的旋轉速度遠超此前預計,導致地球與天體對撞後形成一個好似甜甜圈的蒸發巖環

研究人員表示索內斯蒂亞的壽命只有區區幾百年。隨著溫度降低,它們將不斷收縮,最終形成一個熔化的行星。研究論文主執筆人、哈佛大學研究生希蒙·洛克表示:“我們的模型從形成索內斯蒂亞的一次對撞開始。月球在蒸發的地球內部形成。這個蒸發版地球的溫度在4000到6000華氏度之間,有10個大氣壓。”

研究人員指出這個新模型意味著月球的形成環境擁有更多回旋空間。洛克表示這種月球誕生理論所需的索內斯蒂亞可以通過很多方式形成。斯圖亞特在接受《鸚鵡螺》採訪時表示在多巖行星形成過程中,這種天體可能頻繁出現。

月球誕生新說:由地球蒸發巖形成,母體像個甜甜圈

新模型中,月球的起源依賴一個新提出的物體,被稱之為“索內斯蒂亞”。

這種短命天體在行星級天體撞擊(A和B)地球時出現,形成一個甜甜圈形熔岩和蒸發巖結構(C)

斯圖亞特提出的新假說完全顛覆了有著幾十年歷史的大碰撞理論。研究人員指出我們早就應該證實大碰撞理論是錯誤的,同時提出新的理論。斯圖亞特對《鸚鵡螺》表示:“阿波羅任務發現月球在主要元素和同位素比率方面就像是地球的雙胞胎弟弟,尤其是地幔。重元素之間的差異就像是指紋,地月的這種指紋數量接近。太陽系內的每一顆小行星和行星都有不同的指紋,除了地球和月球。因此,大碰撞理論是錯誤的。”

月球誕生新說:由地球蒸發巖形成,母體像個甜甜圈

隨著這個宇宙版甜甜圈的冷卻,在外緣形成的熔岩雨不斷積聚,最終形成了月球。形象地說,蒸發地巖環就像是一個搖籃,月球就在這個搖籃內出生

很多科學家相信月球在幾十億年前地球被一顆火星大小的行星撞擊後形成。這種理論被稱之為“大碰撞假說”。根據這項理論,大約45億年前,地球與一顆天體發生相撞,撞擊產生的碎片不斷積聚,最終形成了月球。這個肇事者有時被稱之為“忒伊亞”,以古希臘泰坦女神的名字命名。忒伊亞是月女神的母親。

月球誕生新說:由地球蒸發巖形成,母體像個甜甜圈

藝術概念圖,45億年前原始地球與原行星“忒伊亞”相撞

不過,一個謎題始終存在。根據“阿波羅”號宇航員帶回的月岩樣本,月球和地球在構成方面極為相似。這究竟是為什麼?多年來,科學家提出了一系列理論,試圖解釋地球和月球的類似指紋。也許,猛烈的對撞形成一個巨大的碎片雲,地球和肇事者的物質混雜在一起。另外一種可能性是,忒伊亞的化學特徵與年輕地球類似。第三種可能性是,月球由地球物質形成,而不是忒伊亞,但這需要發生一次非比尋常的對撞。

博科園-科學科普|文:夏恩·麥克唐納/漫步宇宙/qqtaikong

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