新的硏究顯示月球地球可能同源於一團岩石蒸氣
英美科學家提出的月球起源新模型,認為月球起源於一團大質量的、甜甜圈(donut)狀的岩石蒸氣聯合體(Synestia)。這是首個與月球組成模式相匹配的模型,解釋了目前模型很難回答的月球特徵問題。
關於月球起源,普遍接受的理論是,一個火星大小的天體與地球的原體相撞,將大量物質拋進軌道,這些物質沉積形成月球,撞擊後留下的天體就是地球。這個已流傳約二十年的故事雖然動聽,但不一定準確。
哈佛大學研究人員指出,讓足夠多的物質進入軌道實際上非常困難,且只有少數碰撞能做到這一點;而測試顯示,地球和月球的同位素標記幾乎一樣,這表明兩者擁有同一來源。另外,地球上常見的揮發性元素(鉀、鈉和銅等)在月球很少見。傳統模型無法解釋這些問題。
新的模型講述的故事仍以一次巨大的碰撞開始,但這一碰撞不是創造了一塊岩石圓盤,而是創造了一個聯合體。它很大,可能是地球體積的十倍。碰撞中產生了大量能量,導致一成的岩石被氣化,其餘的則是液體。
月球從一個遠離聯合體中心的少量液態岩石的種子開始,當聯合體慢慢冷卻,氣化的岩石凝結並像下雨一樣朝其中心降落。一些雨水衝入月球,使其增大。隨著時間流逝,聯合體縮小,月球從蒸氣中冒出。聯合体不斷凝結,最終形成地球。整個過程發生得非常快,月球在幾十年內從聯合體中出現;而地球在約一千年後形成。
由於地球和月球都由同一團氣化岩石構成,它們自然擁有相似的同位素標記;月球由幾十個蒸氣大氣層環繞形成,形成溫度介於2,200℃至3,315℃,因此,月球上的揮發性元素很少。
雖然新模型似乎回答了一些有關月球起源的問題,但還有一些理論有待完善,如當月球在蒸氣中時,它對蒸氣做了什麼,它如何擾動蒸氣等。
【圖:加州大學戴維斯分校;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《地球物理研究學報》
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