火星和地球稀有金屬的異常分佈和巨大撞擊有關

新的研究顯示，四十多億年前火星遭受巨大的撞擊，可以解釋火星中與鐵結合元素的不尋常分佈。

行星的形成是由微小的塵埃顆粒經由不斷的碰撞和黏合，形成越來越大的個體稱為「微行星」(planetesimals)。這些微行星繼續相互碰撞，或者從太陽系噴出，被太陽吞食，或者更進一步形成行星。年輕的行星在形成之後，外來的撞擊仍持續發生，使得行星持續吸收外來的物質，這個過程被稱為晚期增生。

天文學家指出，火星後期的巨大撞擊，可以用來解釋火星地幔（Mantle）中稀有金屬元素的異常數量。當原行星吸收足夠多的物質時，鐵和鎳等金屬開始分離並下沉形成地核。這就解釋了為什麼地球的地核主要由鐵組成，另外，容易與鐵結合的元素也應該存在於地核中。這些與鐵結合的元素，如金、鉑和銥等。然而，就像火星一樣，地球地幔中有更多的與鐵結合元素，這超出了地核形成過程的預期。

「高壓實驗發現，這些金屬不應該存在地殼之中。這些金屬不喜歡溶解在矽酸鹽中，相反，它們更喜歡通過地殼沉入地核。這意味著它們一定是在地核和地殼完成分離之後才抵達的，此時這些金屬是很難再到達地核。」東京工業大學行星學家雷文·巴薛（Ramon Brasser）在2016年的一篇論文中明確指出，巨大的撞擊是地球與鐵結合元素異常的最好解釋。對火星隕石的分析顯示，火星經過後期增生，又增加了0.8%的質量。在這篇新的論文中，巴薛和科羅拉多大學波德分校地質學家史提芬·毛即士（Stephen Mojzsis）指出，火星要在一次撞擊事件中將質量提高約0.8%，就需要遭受一顆直徑至少一千二百公里的外來物體撞擊。

火星表面地形的南北差異，可以用巨大的撞擊來解釋。南半球是一個古老的地形，北半球顯得更年輕，更平滑，並受到廣泛的火山活動影響。火衛二和火衛一，也有可能因此而產生，雖然另一種理論指出火衛一可能是被捕獲的小行星。

【圖：亞利桑那大學；文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁】