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新的研究證據支持月球可能為行星撞擊的產物

《國家地理》雜誌中文網
2016-12-14
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新的研究證據支持月球可能為行星撞擊的產物
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阿波羅太空船登陸月球時所取得的岩石樣本,可能為存在已久的理論提供了新證據。(這幅插畫描繪了地球與一顆較小行星撞擊的畫面,月球就誕生自這次撞擊。)

對月岩的最新分析結果,為導致月球誕生的一次古老撞擊事件提供了直接證據,也支持了一項存在已久的理論。

這些岩石在多年前由美國航空暨太空總署(NASA)阿波羅任務的太空人所採集。不過,一直到現在,新的掃描式電子顯微鏡才讓科學家得以首度在岩石中偵測到45億年前撞上原始地球(proto ─ Earth)的那顆小行星所遺留的微量化學物。

當這顆名為「忒伊亞」(Theia)、大小相當於火星的古老行星撞上地球時,它向太空猛烈拋擲出碎屑,月球就是從那片碎屑中所形成。行星科學家在阿波羅太空船於1969年7月20日登陸月球之後,首度提出這個理論,用以解釋為什麼我們的地球會有一顆這麼巨大的衛星。

由德國喬治 ─ 奧古斯特 ─ 哥廷根大學(Georg ─ August ─ Universität Göttingen)的丹尼爾 ● 赫爾沃茲(Daniel Herwartz) 率領的團隊,於本週四在《科學》期刊中發表了有關忒伊亞的新發現。

報告指出,「如果月球果真如大多數的數值模型所預測的那樣,主要由忒伊亞的碎屑所形成,那麼地球與月球[的構成物質]應該有所不同。」

早期對月岩的分析不夠精細,無法揭露出月岩的化學成分與地球岩石的化學成分有任何差異。但是這個德國團隊發現了一個雖微小卻重要的差異:月岩所含有的一種比較重的氧原子,比地球岩石中所含的多出了大約百萬分之12(12 ppm),團隊認為這就是忒伊亞留下的指紋。

暴走行星

赫爾沃茲指出,早期的太陽系就好像一個射擊場,從環繞年輕的太陽旋轉的塵埃盤所聚積形成的行星,不時會彼此撞擊。

「我認為忒伊亞與原始地球是在原始行星盤中的同一個區域所形成的,構成物質也大同小異,」赫爾沃茲在電子郵件中指出。他認為月球有大約30%到50%的成分來自忒伊亞。

他補充,如果忒伊亞中含有特別豐富的較重氧原子(稱為氧17的同位素),那麼它占月球物質的比例可能就少於30%。

另一個不同的理論是,忒伊亞與地球的化學成分一模一樣,是地球後來被富含水(這些水形成了原始海洋)的一顆彗星或小行星撞擊,才重組了地球的氧氣成分。

「有這個可能,但可能性不高。」赫爾沃茲說。「然而如果真的是這個情況,那麼地球(在月球形成後)所增加的成分,一定非常異質。」他並且補充,擁有如此異質成分的隕石,一定也富含水。


圖片:ART BY DANA BERRY. SOURCE:ROBIN CANUP, SWRI

撰文:Dan Vergano(在 
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編譯:胡宗香

完整內容請至《 國家地理 》雜誌中文網


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