45億年前,地球吞噬了一顆行星,後來地球上才出現了生命

自從人類懂得仰望星空以來,天上的那一輪明月就一直強烈地吸引著人類的注意力。在經過這麼多年的探索之後,現在的我們早已明白,在月球的幫助下,地球的自轉軸才會存在一個相對穩定的傾斜角度(相對於地球軌道平面),從而使地球上擁有一年四季的更替,除此之外,月球的引力還會讓地球的海洋出現明顯的潮汐,這對地球上生命也具有重要的意義,那麼月球到底是怎麼來的呢?

45億年前,地球吞噬了一顆行星,後來地球上才出現了生命

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關於月球起源的猜想

對於這個問題,人們在過去提出過多種假說,例如有人認為月球本來是原始地球的一部分,後來因為“潮汐共振作用”被甩了出去,也有人認為月球原本不屬於地球,在過去的某一天,當它“路過”地球附近時,碰巧被地球的引力捕獲,還有人認為月球和地球本來就是形成於同一團原始星雲的兩個天體。

由於這些假說各有道理,但又都存在著較大的缺陷,因此在過去的很長一段時間裡,科學家們都對月球的起源爭執不休,沒有達成共識。

45億年前,地球吞噬了一顆行星,後來地球上才出現了生命

隨著人類航天科技的發展,終於有一天,“阿波羅計劃”的宇航員從月球上帶回了土壤和岩石樣本。在拿到月球樣本之後,科學家們就迫不及待地展開了研究工作,利用質譜儀法,他們很快就發現月球樣本的難熔元素的同位素組成比例與地球的地幔物質極為相似,但是月球樣本中卻極少存在揮發性物質和輕元素。

根據這一現象,天文學家威廉。哈特曼(William K。 Hartmann)和唐納德。戴維斯(Donald R。 Davis)在1975年提出了“大碰撞假說”。

45億年前,地球吞噬了一顆行星,後來地球上才出現了生命

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“大碰撞假說”講了些什麼?

該假說認為,大約45億年前,地球吞噬了一顆行星,這顆行星被稱為“忒伊亞”(Theia)。科學家推測,“忒伊亞”的大小與火星差不多,45億年前,“忒伊亞”以大約5公里/秒的相對速度撞擊了原始的地球,猛烈的碰撞產生了極溫的溫度,同時將大量的物質(主要是地球和這顆行星的地幔物質)丟擲。

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這些被丟擲的物質絕大部分都沒有脫離地球的掌控,在地球引力的束縛下,它們只能圍繞著地球公轉,然後它們透過互相吸積逐漸形成了若干小天體,這些小天體最終又凝聚成一顆新的星球,這就是我們現在所看到的月球。我們可以看到,在這個過程中,構成月球的揮發性物質和輕元素會因為高溫而逃逸,這就很好地解釋上述的現象。

另一方面,“忒伊亞”在猛烈的碰撞中損失慘重,整顆行星幾乎只剩下了緻密並且高溫的金屬核心,在碰撞發生以後,原始的地球也因為高溫而成為了一顆熔融星球,在這種情況下,“忒伊亞”的核心就進入了原始地球的內部,與地球原來的核心融為一體。

45億年前,地球吞噬了一顆行星,後來地球上才出現了生命

也就是說,在這次大撞擊事件中,地球將“忒伊亞”這顆行星給吞噬了,需要指出的是,如果“大碰撞假說”屬實的話,那麼我們都應該感謝“忒伊亞”,正是地球吞噬了這一顆行星,後來地球上才出現了生命,為什麼這麼說呢?

我們都知道,地球擁有一個強大的磁場,它就像一個巨大的保護傘一樣阻擋著太陽風對地球大氣層的侵襲,地球磁場的強度與地球熾熱的核心密切相關,顯而易見的是,在“忒伊亞”的核心融入地球之後,地球的核心就變得更大,也更熱,地球的磁場也就隨之變得更強了。

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由此可見,“忒伊亞”的撞擊不但創造了與地球生命息息相關的月球,而且還讓地球的磁場強度大幅地提高,這就更加有效地避免了地球大氣層被太陽風“吹”走,從而為地球上生命的出現創造了非常良好的條件。

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“大碰撞假說”的可信度如何?

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就目前的情況來看,“大碰撞假說”能夠解釋地月系統存在的很多現象,例如地球自轉軸的傾斜角度、月球的軌道面和地球的公轉平面的不重合、月球與地球較為特殊的質量比例、月球的密度、月球上曾經廣泛存在著岩漿洋、月球上缺乏揮發性物質和輕元素而富含難熔元素、地球的自轉速度曾經有過巨大的變化……

正因為如此,“大碰撞假說”在提出之後就在眾多假說中逐漸佔到了上風,而時至今日,該假說已經得到了大多數科學家的支援,成為了目前解釋“月球到底是怎麼來的”這個問題的主流觀點。