一些与地球相撞形成月球的天体在我们的星球上还能辨认出来吗?

工程百科 编辑:admin 日期:2025-02-09 19:09:39 7人浏览

  

  一些与地球相撞形成月球的天体在我们的星球上还能辨认出来吗?

  科学家将太阳系的诞生日期定在45.7亿年前。大约6000万年后,婴儿时期的地球和火星大小的天体忒伊亚之间发生了“巨大撞击”,形成了月球。

  现在,新的研究表明,与年轻的地球相撞形成月球的大型物体的残骸仍然可以在地球深处识别为两个大块状。这些块状物质约占地幔体积的8%,地幔是地球铁核和地壳之间的岩石区。

  这项由亚利桑那州立大学和加州理工学院的钱媛领导的新研究认为,这次碰撞产生的热量不足以融化整个地球的地幔,所以最里面的地幔仍然是固体。

  因此,研究人员说,忒伊亚融化的地幔并没有完全与地球的地幔混合。这将使忒伊亚的残余物与整个地幔难以区分。相反,忒伊亚的大部分地幔最终形成了两块大陆大小的块状物,现在位于地球核心-地幔边界的顶部。

  袁认为,这些块状物对应并可以解释几十年前发现的两个大型低速省(llvp)的存在:一个在太平洋下面,另一个在非洲和东大西洋下面。

  这一发现是由于观察到地震发出的振动,即地震波,通过这些区域的速度比通过“正常”下地幔的速度稍慢。

  先前对llvp的解释包括,每个llvp都是俯冲海洋板块的深层堆积(板块构造将海底拖到大陆下面)。或者它们是一个异常热的下地幔开始上升的地方,作为“超级羽流”(部分熔融岩石的巨大射流)。

  然而,这两种模型都不能解释在llvp以上的海洋岛屿上喷发的熔岩中挥发性元素(如氦和氙)的特殊富集。袁认为,这些是忒伊亚在年轻的太阳与地球相撞之前在太阳周围的气体和尘埃中生长的“指纹”。

  袁的团队运行的计算机模型表明,形成月球的巨大撞击不会产生足够的能量来融化整个地球的地幔。取而代之的是,忒伊亚地幔的熔化残留物,其铁含量略高(使其比地球的地幔密度更大),最终落在了碰撞产生的临时岩浆海洋的底部。

  后来,在岩浆海洋凝固之后,忒伊亚的物质被对流吸引到地幔的下部,即使在固体地幔内部,对流也以每年厘米的速度流动。

  这些对流可能花了数十亿年的时间才将忒伊亚的物质堆积成我们今天看到的llvp。即使这是真的,它们也不应该被认为是忒伊亚地幔在撞击中幸存下来的大块。相反,它们是由最初分散的忒伊亚地幔物质再次聚集而成的。

  对于这个理论,大多数科学家都要费一番周折才能相信。袁预测,如果他的假设是正确的,未来任务收集的月球地幔样本将与在llvp火山岩中发现的地球化学指纹相匹配。我认为这种证明需要很长时间才能出现。

  我还注意到,袁的造型似乎对忒伊亚核心的命运保持沉默。科学家通常假设忒伊亚的核心在碰撞后的几个小时内与地球的核心合并。

  目前尚不清楚,如果地幔的下部保持固体状态,这是如何发生的。另一方面,忒伊亚的撞击发生在地球本身形成之后不久(可能是由一系列单独的碰撞造成的),在这些事件之后,地球内部可能仍然是热的和熔化的。

  袁的模型的含义值得思考。首先,忒伊亚地幔物质缓慢堆积到llvp中,会对上面的板块构造模式产生任何影响吗?如果不是45亿年前忒伊亚撞上了原始地球,我们今天可能就不会有大西洋了。

  本文转载自The Co在知识共享许可下的对话。阅读原文。The Conversation

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