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月球形成之谜:科学家发现氧同位素差异,填补“大碰撞说”缺口!

文章作者:来源:www.guiavv.com时间:2020-03-24



抬起头来看,我发现是月光,又沉了回去,我突然想到了家.对人类来说,天空中明亮可见的天体是除太阳以外的月亮,但“月亮是如何形成的”却是学术界最大的谜团之一。对于月球的起源,学术界有不同的看法,同时也诞生了许多理论,如分裂理论、俘获理论、地月孪生理论等。普遍接受的理论之一是“大碰撞理论”,但仍有一些关于细节的争论。

根据《每日星报》年3月10日的一份报告,发表在《自然-地球科学》杂志上的一份新研究报告称,科学家分析了月球的深部样本,发现地球和月球有明显不同的氧同位素。这一发现将极大地支持“大碰撞”理论。

什么是大碰撞理论?

“巨大冲击假说”理论起源于20世纪70年代中期。据说,大约45亿年前,一颗与火星大小相当或更小、名为“忒伊亚”(古希腊女神的名字)的行星与地球正面相撞。碰撞产生的能量导致地球产生岩浆和海洋,而散落的碎片则聚集在地球轨道周围形成早期的月球。

和Teia的核心以及地球的核心后来合并成一个,这也解释了为什么地球的核心比其他行星稍大。该理论还解释了地球和月球如何以及以多快的速度相互旋转。因为它们是潮汐锁定的,这也意味着当月球围绕地球旋转时,它总是显示出与地球相同的一面。为什么月球和地球如此相似?

假设这个“Teia”存在,这个理论是有效的。根据逻辑,月球的成分应该不同于地球的成分。毕竟,月球的大部分物质来自泰娅。原因是太阳系中的大多数天体都有独特的化学成分来反映它们离太阳的距离。另一个模型模拟显示,70%到90%的月球来自另一个天体。然而,过去半个世纪的各种分析表明,月球上钛、钨、铬、铷、钾和其他元素的同位素特征与地球上的相同,这与“大碰撞理论”相矛盾。

和月球有一些不同,即月球没有太多的铁和较少的氢来产生水。然而,对大碰撞理论的解释是,铁是一种相对较重的元素,所以大部分铁仍留在地球上。较轻的元素被强烈碰撞产生的能量蒸发掉?栽虑蛏系那饨仙佟?

但是为什么月亮和地球如此相似?一种解释是,泰娅与地球相撞,碎片混合过程比预期的更严重。然而,这种解释相当薄弱。

新的研究发现了氧同位素的差异,这可能会填补理论空白!

由新墨西哥州大学的天文学家埃里克卡诺领导的团队决定以另一种方式重新研究阿波罗样本(阿波罗任务带回了月球上22公斤的岩石和尘埃,因为每个样本都是在月球的不同位置收集的,这意味着它们具有完全不同的特征),并对一系列月球样本中的氧同位素水平进行了新的高精度测量。

在化学中,任何元素的原子核都由质子和中子组成。元素的同位素在原子核中的质子数与常规形式相同,但中子数不同。过去的研究和测试工作对月球上所有样本的同位素数据进行了平均,忽略了岩石类型的差异,这可能无法准确描述地球和月球之间的差异。该小组详细检查了不同岩石的氧同位素组成,发现每块岩石之间都有很大的差异,而且深部样品的氧同位素比地球的氧同位素要轻!与此同时,它也可以被解释为泰娅和地球之间碰撞的残余仍然在月球的地幔中。

Eric说:“很明显,在巨大的撞击过程中,Teia和地球之间的撞击残留物仍然在月球的地幔中,还没有被完全消化。此外,人们相信在重力的影响下,较重的同位素会更接近太阳的方向。与地球相比,由这个天体形成的地球比太阳离太阳更远,所以teia一定有更多更轻的氧同位素。

但该团队还表示,今天的研究是基于阿波罗任务带回的样本。这

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