新理論認為地球地幔中有原行星世亞的大量殘餘物質
美國亞利桑那州立大學的一隊科學家小組認為,地球地幔中的大塊物質可能留在世亞(Theia,希臘文:Θεία 意思是女神)的碎片上,世亞是理論上撞擊地球的原行星,由撞擊產生月球。
大多數太空科學家相信,月球是由另一顆稱為世亞的原行星與非常早期的地球相撞而形成,這些由地球、世亞或兩者在碰撞過程中墜落到太空中的物質,最終合併成為月球。關於世亞其餘部分發生了什麼的理論仍在爭論之中。在這項新的研究,亞利桑那州的研究小組建議,世亞的地幔大部分纏繞在地球的地幔中,形成現在稱為大型低剪切速度大塊物質(large low-shear velocity provinces)個位於非洲大陸的一部分下方,另一個位於太平洋的下方。
多年來,科學家一直在研究大型低剪切速度大塊物質,它們的存在已通過研究全球地震讀數而得到證實。當地震波進入大型低剪切速度大塊物質時,它們會減慢速度,顯示這個位置的材料比其餘的地幔要緻密。大型低剪切速度大塊物質非常大,位於地核外圍邊緣。亞利桑那州立大學團隊注意到,如果世亞的地幔比地球的地幔密,那麼任何進入地幔的世亞地幔最終都會沉向地核中心地帶。
為了支持他們的想法,亞利桑那州立大學團隊用電腦模擬,描繪大約四十五億年前的地球,如果有一顆與火星大小甚至更大的行星發生碰撞會發生什麼情況。模擬還假設理論上的原行星世亞地幔含有豐富鐵元素,所以密度非常高。在他們的模型中,世亞結束時大部分已經摧毀,碎片被扔到太空中製造月球,它的地幔的大部分破碎成碎片,從而一直進入地球的地幔。數十億年以來,這些碎片合併,形成大型低剪切速度大塊物質。
研究人員指出,由世亞碎片組成大型低剪切速度大塊物質的想法已在該領域的其他人之前提出過,但他們的工作是到現今為止最全面。
【圖:亞利桑那州立大學;文:節譯自物理學機構網頁】