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作為距離地球最近的一顆星球,月球一直是人類(lèi)重點(diǎn)關(guān)注的天體,盡管人類(lèi)已經(jīng)向月球發(fā)射了很多探測(cè)器,甚至還親自登上了月球,但對(duì)于人類(lèi)而言,月球依然充滿(mǎn)了神秘,而其中最大的謎團(tuán)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(xué)家們?cè)?jīng)提出過(guò)多種假設(shè),比如說(shuō)“俘獲說(shuō)”認(rèn)為,月球應(yīng)該是地球俘獲到的一個(gè)“路過(guò)”的天體,“同源說(shuō)”認(rèn)為,月球和地球應(yīng)該是同時(shí)形成于太陽(yáng)星云的兩個(gè)距離較近的天體,“大碰撞假說(shuō)”則認(rèn)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(shuō)”最終脫穎而出,因?yàn)檫@種假說(shuō)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(xué)成分以及同位素比例等等。 月球是怎么在這場(chǎng)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(shuō)”,“忒伊亞”與地球在同一時(shí)期形成于太陽(yáng)系誕生之初的原行星盤(pán)中,只不過(guò)因?yàn)椤斑羴啞毙纬蓞^(qū)域的物質(zhì)相對(duì)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(yùn)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(duì)速度發(fā)生了碰撞,撞擊角度約為45度。在碰撞的過(guò)程中,兩顆行星的部分動(dòng)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?yàn)閺?qiáng)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(fù)成球體,與此同時(shí),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(chēng)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(xué)會(huì)議上,科學(xué)家提出了一個(gè)很有意思的觀(guān)點(diǎn):45億年前與地球相撞的那顆行星并沒(méi)有完全消失,它可能就在地球內(nèi)部。 需要注意的是,該觀(guān)點(diǎn)并非憑空猜測(cè),而是有相關(guān)的研究作為支撐,我們來(lái)看看這是怎么回事。 地震是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象,平均每一年,地球上都會(huì)發(fā)生數(shù)百萬(wàn)次地震,只不過(guò)絕大多數(shù)地震都非常輕微,以至于人類(lèi)基本上感覺(jué)不到。每一次地震都會(huì)產(chǎn)生地震波,它們會(huì)在地球內(nèi)部傳播,通過(guò)對(duì)地震波傳播過(guò)程進(jìn)行分析,科學(xué)家就可以窺探到地球內(nèi)部的秘密。 事實(shí)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(guò)種方法得知的。隨著技術(shù)的更新迭代,人們對(duì)地震波的探測(cè)與分析也越來(lái)越精細(xì),并在此基礎(chǔ)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(xiàng)技術(shù)的幫助下,科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn),地球內(nèi)部有兩片巨大的區(qū)域與周?chē)奈镔|(zhì)存在著明顯的分界面,并且其物質(zhì)密度也明顯比周?chē)镔|(zhì)大,換句話(huà)來(lái)講就是,在地球的內(nèi)部存著兩個(gè)巨大的結(jié)構(gòu)物。 如上圖所示,這兩個(gè)巨型結(jié)構(gòu)物一個(gè)在太平洋的下方(Pacific LLSVP),一個(gè)在非洲的下方(African LLSVP),都位于地球的赤道附近,測(cè)量數(shù)據(jù)顯示,它們的總體積大約有14.2萬(wàn)億立方米,最厚的位置可達(dá)1000千米。 科學(xué)家認(rèn)為,地球內(nèi)部的這兩個(gè)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(chǎng)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(xué)家在地球內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的這兩個(gè)巨型結(jié)構(gòu)物可以用“大碰撞假說(shuō)”來(lái)進(jìn)行解釋?zhuān)且袁F(xiàn)在的科技來(lái)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(gè)合理的假設(shè),并不是科學(xué)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(jiàn)` |
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