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藝術(shù)家描繪的早期地球與忒伊亞碰撞的場景。由于忒伊亞起源于內(nèi)太陽系,因此從這個角度看,太陽位于背景中。圖片來源:德國馬克斯·普朗克太陽系研究所
科技日報記者 張佳欣
大約45億年前,地球還年輕熾熱,像一塊未冷卻的熔巖球,而一顆名叫“忒伊亞”的巨大原行星正悄悄靠近。它體型不小,力道驚人,一路駛來,最終與地球迎頭一撞。
這一撞,碎石和熔融物質(zhì)被拋向太空,像煙火一樣散開,最后慢慢聚成了一個新的天體——月球。地球的組成和軌道也被徹底改變。可以說,沒有忒伊亞,就沒有今天的地球和月亮。
但奇怪的是,這位“肇事者”自己卻消失得無影無蹤。那么,我們又是怎么知道它存在過的?它從哪里來?又由什么組成?
一項(xiàng)研究提出了新的答案。盡管忒伊亞已不復(fù)存在,但它留下的線索就藏在地球和月球的巖石中。德國馬克斯·普朗克太陽系研究所科學(xué)家把這些巖石里的金屬同位素當(dāng)成了“行星DNA指紋”。早期太陽系的不同區(qū)域有不同的“同位素配方”,靠近太陽一種配方,遠(yuǎn)離太陽又是另一種配方。誰出生在哪兒,會在化學(xué)上留下微妙卻關(guān)鍵的痕跡。
于是,科學(xué)家測量了地球和月球巖石中鐵、鉻、鉬、鋯等元素的同位素比例,結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩者的比例幾乎一模一樣,像復(fù)制粘貼出來的。這說明月亮的材料并不是單純由忒伊亞碎片組成的,而是地球和忒伊亞撞得太狠、混得太徹底,最終形成了“難以分家”的化學(xué)特征。
但要知道忒伊亞的真正面貌,還需反向推演,假如地球和月球今天呈現(xiàn)這樣的同位素組合,那么在撞擊前地球和忒伊亞的成分應(yīng)該是什么?他們構(gòu)建了大量模型,從結(jié)果倒推原因,逐一排除不合理的可能性,就像拆開一道菜,試圖找出原本用了多少鹽、多少醬油。
答案耐人尋味。忒伊亞并不是從太陽系外側(cè)闖進(jìn)來的陌生訪客,更可能是誕生在比地球更靠近太陽的位置。它與地球的構(gòu)成相近,卻又帶著一些現(xiàn)有隕石中尚未發(fā)現(xiàn)的特殊物質(zhì),這或許是太陽系內(nèi)側(cè)早期的獨(dú)特配方。
最終,科學(xué)家描繪出了這樣一幅圖景:忒伊亞和地球一樣來自太陽系內(nèi)側(cè),它們在年輕混亂的時代相遇、相撞、融合,一個消失,一個重生,并一起在宇宙中留下了如今的地月系統(tǒng)。我們腳下的這顆藍(lán)色星球和頭頂?shù)脑铝粒鋵?shí)都藏著忒伊亞的影子。看來,忒伊亞沒有“消失”,它只是換了一種方式陪著我們,在地球的地幔里,在月球的巖石中,也在每一個仰望夜空的人眼里。
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