神話中的嫦娥,借助于仙藥的力量才飛往月宮。
可事實上,月亮的「身體」其實就在地球。而且月亮深藏地球地幔之下的部分,還是來自更遙遠的「外星遺跡」。
多年來,圍繞月亮的起源,天文學家給出過各種觀點和假說。而最新的一項研究,似乎證明了月亮一部分殘留的「軀體」,就和地球重疊在一起。
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新的研究是國內的天文學家與國外科研工作者一起推動完成的。
天文學家在地幔深處發現了異常的殘留物,該物質正是月球形成之前碰撞而遺留下來的。
時間回到45億年前,地球正在緩慢的孕育之中,一顆來自于外太空,大小和火星相同的天體,直直的朝著地球撞了過來。
天文學家將這個闖入者稱為忒伊亞。
闖入者和地球發生了超大規模的碰撞,一切平復以后,月球就出現在了地球身旁。天文學家的觀點是,這正是碰撞產生的殘留物而形成的。
當然,大部分的殘留物是屬于忒伊亞而非地球,至于忒伊亞其余的部分,天文學家則認為它鑲嵌進入了地球的內部。
這個觀點其實并不新鮮,因為在月球起源的學說中,該假說很早就提出來了。而跨國科研工作者最新的研究,是在碰撞假說的基礎上,提出了一些更詳細的看法。
從2017年開始,研究者之一國內的鄧紅平教授,開發出了一套全新的模擬系統和計算方法,主要是對月球的形成進行研究。
因為撞擊事件已經發生,要想深度還原上古時期可能出現過的撞擊,就得借助模擬計算。而現在的研究中,利用計算機模擬出一套系統,就能完整的演示撞擊,從而計算和推導出相關數據。
利用新的方法,科研人員對可能出現過的撞擊進行了多次模擬。通過各項數據模擬的撞擊中,地幔出現了分層。
在地幔的上下兩個區域,明顯存在著不同的狀態和組成部分。具體來說,地幔上部區域在和闖入者忒伊亞發生撞擊后,其殘留物和地球的這一區域發生了深度融合。
這一區域是由巖漿構成的類似海洋的流體,所以即便有忒伊亞的殘留,最終也是徹底混合在了一起。地幔的下部區域則不同,忒伊亞的殘留物可能以固體的方式得以保留了。
在鄧紅平看來,以往圍繞撞擊說的研究,主要關注的點是被撞飛出去的部分,即現在的月亮,忽略了碰撞可能對地球帶來的影響。
鄧紅平和其他科研人員認為,地幔的這種上下差異可能現在依然存在。也就是說在下地幔區域,還是由早期撞擊之前地球的物質所主導。
科研人員猜測下面可能含有更高含量的硅,這種情況和上地幔存在著明顯差異。這種差異也讓科研人員意識到,地球的內部遠非人們想象中的,物質處于一個非常均勻的狀態。
比如這種差異,最典型的就表現在大型低速省區域,這部分區域位于地幔的底部綿延幾千公里。
其中一個位于太平洋板塊的下方,還有一處則是在非洲板塊的下方。
這兩處區域的異常表現是,如果有地震波通過上述區域時,地震波速會顯著下降。
就目前來看,科研人員對這種區域的起源依然所知甚少,推測大型低速省區域,起初是由古老地球下地幔的Theian物質逐步演變而來的。
推測計算顯示,大約2%的Theian物質進入了下地幔區域。也正是因為它的存在,才導致了兩片異常的大型低速省區域。
作為當年撞擊后的「遺跡」和「遺址」,這一區域的狀態和組成物質,與遠在38萬公里外的月球,又有哪些關聯呢?
如果月球是撞飛出去的一部分,它的構成是偏向于地球呢?還是更偏向于忒伊亞呢?
其實,這一系列問題最終指向了一個更大的問題。
關于撞擊學說,最早是在上世紀70年代提出來的。當時這一觀點剛提出了,就契合了天文學界對月球的大概了解。
月球的質量較小,而且缺乏有效的鐵核,這都跟撞擊學說中的某些觀點不謀而合。
雖說有合理的成分,但撞擊說也引發了一些新問題。假設月球的構成物質,是忒伊亞自身的物質殘留形成的,那麼忒伊亞就不是遠方來的闖入者,而且和地球還有「親緣關系」。
因為月球內部的構成,和地球內部的巖石構造有相似的地方。這就進一步意味著,忒伊亞和地球也有很多類似的地方。
所以天文學家後來又進一步提出假設,忒伊亞和早期的地球,極有可能是姊妹星球,就是說兩個天體是在一起的。
它們之間原本的關系,可能比太陽系中其他行星與地球的關系都要「親密」。不過有科學家認為,這種機率發生的可能性只有1%,彼此在一起而碰撞的可能性更是非常罕見。
但也有科學家不這麼認為,通過模擬研究顯示,20%到40%的天體碰撞事件中,兩顆行星事實上是可以足夠相似的。
根據支持撞擊的觀點,科學家認為該天體的質量是地球的10倍大小,猛烈的撞擊后就產生了能夠形成月球的物質。
1986年,科學界對假說觀點中的撞擊第一次進行了計算機模擬。此后,相關的模擬研究更多,得出的結論和觀點進一步豐富了撞擊說。
事實上,除了撞擊之外,圍繞月球的起源還有別的觀點。
月球起源的觀點中,最早的一種觀點是達爾文的兒子在19世紀提出來的。
他認為地球和月球原本同為一體,後來因為地球把身上的一部份區域甩了出去,最終演化形成了月球。而分裂后地球上形成的空余部分,就是現在的太平洋。
目前,這一假說已經基本不被科學界認可。因為地球的自轉,不會快到能把自身區域甩出去。
再者,通過後來探月發現,月球上的一些成分,本身和地球的物質成分存在一些差異性。這就意味著,月球不太可能是地球甩出去的。
除了分裂說之外,還有一種常見的觀點是俘獲說。這一觀點其實和撞擊有些類似,不同之處在于,撞擊是碰撞后的殘留形成了月球。
而俘獲的觀點是,地球強大的引力捕獲了一顆小行星,靠著長年累月的吸積其他物質,最終讓它們融合在一起逐步形成了月球。
最后的觀點則是同源,即在太陽系內,月球和地球一樣,都是各自緩慢演變形成的天體。不同的是地球形成的大,月球身體較小,最終只能做地球的小弟。
這種看法事實上和撞擊觀點也有些相似。上面也提到過,有些天文學家就認為,與地球撞擊的天體,兩者是姊妹星球。
綜合這幾個假說不難發現,或多或少都和撞擊有著某種關聯。但之所以撞擊學說被研究的最多,最大因素恐怕還在于,其他假說邏輯上更容易自洽,但是證明起來的難度卻很大。
而撞擊說最大的特點是,與地球相撞的忒伊亞,可能的殘留物至今仍然深埋于地幔底部。如果未來技術可行,人類將可能直接從地球內部找到撞擊的證據。
或許正因為如此,該學說在天文學內部的研究中,才越來越被看重。
有意思的是,如果去看古代的神話,你會發現有地球和太陽的起源,似乎沒有說月球是如何誕生的。
腦洞放大一些,上古神話中共工怒撞不周山的故事,說的是天被撞破的故事。那麼被撞壞的區域部分,是不是跟分裂假說中甩出去的部分,有著異曲同工之妙呢。
雖然兩者說的不是一件事,但遠古神話的記述和現代科學的猜想,思考的落腳點,其實都是我們生存的天體的起源和誕生。
圍繞月球的起源,自然也有新觀點的提出。
2017年,有天文學家提出了一種多重撞擊假說。
什麼意思呢?就是說地球在幾十億年前,確實遭到了忒伊亞天體的撞擊,但過程中不是一顆忒伊亞,而是一群類似的天體星球。
這群天體先是輪番對地球展開了「圍攻」,撞擊過后,它們又在地球的軌道上相互碰撞。最終經過漫長歲月的演化,聚合成為現在月球的模樣。
天文學家之所以非要死磕著撞擊這一點不放,關鍵就在于地球的質量不夠大。它不像木星和土星,質量和體積大到,可以輕松俘獲別的天體。
正因為質量不夠大,所以靠著引力俘獲,就像把月球這個太陽系內的第三大衛星抓到身邊,顯然是不可能的。
所以,只有通過撞擊后,大的天體形成了更小的碎片,它們在繞行地球運行的過程中,才緩慢聚合形成了月球。
至于新提出觀點中變成了多次撞擊后才形成月球,是因為提出該觀點的科學家認為,如果僅僅是一次撞擊,殘留物要相當巧合的出現在地球軌道上,以十分合適的角度,才能在隨后的演化成形成月球。
可這樣的巧合與合適機率很低,僅僅通過一次撞擊就形成,這比現在買彩票中了10億大獎的機率還低。
對比之下,假設是多次撞擊的話,在演變的過程中就加入了隨機組合的可能性。換言之,機率增加了,月球形成的機會也才會增加。
新的觀點和以往的觀點一樣,也都還是一種假說,下一步需要天文學家們做進一步研究。
但不管是哪種觀點,現在都還是理論,而沒有實證。即便從月球上采樣土壤進行成分分析,得出的相關結論也不能直接證明什麼。
畢竟月球很大,單處的采樣,不能保證其他區域的成分和采樣一樣。換言之,構成月球的成分是不是均勻的,科學家也沒有確切的定論。
如今,月球依然在距離地球38萬公里的軌道上運轉著。它不遠不近不快不慢,早年究竟是怎麼來到地球身邊的,人類要想徹底解開這個謎團,未來還有很多要研究的。
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