你可能聽過這樣的故事:幾十億年前,也就是地球誕生沒多久的時候,地球和另一顆名為忒伊亞的天體相撞,而這次撞擊也讓月球就此誕生。
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但是這顆忒伊亞后來究竟怎么樣了?
地球上還殘留著它的痕跡嗎?
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關(guān)于忒伊亞的實際體積和質(zhì)量究竟有多大,目前科學(xué)家們還存在分歧,有人認為忒伊亞的體積和質(zhì)量與冥王星相當,也有人認為它和火星差不多大,還有人認為它比地球還要大,但無論如何,我們大致能想象出當時發(fā)生的場景。
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早期太陽系的行星數(shù)量,比現(xiàn)在多得多,它們在太陽系中的排布也更為密集,忒伊亞似乎形成于地球和太陽系統(tǒng)的L4拉格朗日點,這是該系統(tǒng)中一個穩(wěn)定的引力平衡點,也就是說,忒伊亞和地球處于同一公轉(zhuǎn)軌道上,只是它的位置大約在地球前方 60 度左右。
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如果太陽系中只有太陽、地球和特亞這三個有一定質(zhì)量的天體,那么忒伊亞直到今天,應(yīng)該還會在地球的夜空中閃耀,然而忒伊亞受到某顆大型天體的引力擾動后,被甩出了原本的軌道,徑直沖向地球,這顆不明天體,有可能是金星,也有可能是木星。
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一部分科學(xué)家認為,特亞是以傾斜的角度 “擦撞” 了地球,也有科學(xué)家認為,這是一次正面撞擊,不過無論如何,有一點已經(jīng)形成了共識:忒伊亞的撞擊撞碎了地球的部分物質(zhì),這些物質(zhì)在以地球為中心的軌道上不斷旋轉(zhuǎn)、聚集,最終形成了我們?nèi)缃袼脑虑颉?/p>
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但問題依然存在,撞擊之后,忒伊亞到底去哪了?
現(xiàn)在讓我們把研究重點從天文學(xué),轉(zhuǎn)移到地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)上,地球的地幔中,存在著所謂的大型低剪切波速省,簡稱 LLSVP,這片區(qū)域位于地球內(nèi)部極深的位置,幾乎就在外地核的正上方,和周圍的地幔相比,這里最明顯的特征就是物質(zhì)密度極高。
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大型低剪切波速省是兩塊體積巨大的 “異常地幔塊”,分別位于非洲赤道下方和太平洋下方,厚度在200公里到1000公里之間,寬度大約為3000公里,有趣的是,當科學(xué)家把這兩塊地幔塊的位置投影到地球表面時,發(fā)現(xiàn)它們恰好和不同地質(zhì)時期火山活動異常活躍的區(qū)域相重疊。

這兩塊地幔塊的質(zhì)量極大,約占地球地幔總質(zhì)量的 8%、地球總質(zhì)量的 6%,當然以我們目前的科技水平,還無法鉆透地球,深入這些地幔塊進行直接研究,但顯而易見的是,它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和周圍的地幔截然不同,對地球來說,算是一種 “外來的特殊存在”。
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根據(jù)多項研究結(jié)果,科學(xué)家認為,這些大型低剪切波速省,就是特亞撞擊地球后留下的痕跡,可以說是忒伊亞留給地球的 “紀念”,說不定在月球上,我們也能發(fā)現(xiàn)類似的痕跡。
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目前學(xué)界認為,忒伊亞的主體部分在撞擊后被拋射出去,最終脫離了太陽系,也有觀點認為,它只是飛到了太陽系的邊緣,直到今天,還在那里孤零零地旋轉(zhuǎn),如果未來我們真的發(fā)現(xiàn)了假說中的第九大行星,這顆天體就很有可能是忒伊亞。
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一旦對太陽系邊緣展開詳細的探測,應(yīng)該很快就能找到答案,比如這顆天體上可能存在類似大型低剪切波速省的結(jié)構(gòu),不過也有可能是由密度較低的地球物質(zhì)構(gòu)成的,此外這些從忒伊亞和地球上拋射出去的物質(zhì)塊,應(yīng)該會 “漂浮” 在地幔表層,也就是靠近地殼的位置,甚至成為地殼的一部分。
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換句話說,忒伊亞如果至今仍存在,它的表面很可能是由自身的原始表層,和撞碎后的地球物質(zhì)拼接而成的,是獨一無二的星球,這顆 “拼接星球” 會成為太陽系中最特別的天體標本,記錄著 45 億年前那場改寫地球命運的宇宙碰撞,它的每一寸巖層,都是地月系統(tǒng)誕生的活化石。
倘若未來的深空探測器真的在太陽系邊緣捕捉到它的信號,我們就能通過分析它的物質(zhì)構(gòu)成,精準還原出撞擊發(fā)生時的角度、速度與能量,填補太陽系早期演化史中最關(guān)鍵的一塊拼圖。
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而即便忒伊亞早已脫離太陽系,消散在星際空間,它也從未真正 “消失”,除了地幔中那兩塊巨型的 LLSVP,地球的諸多特征都刻著忒伊亞的印記:地球如今的自轉(zhuǎn)傾角,讓南北半球有了四季更迭,這份恰到好處的傾斜,被認為是撞擊帶來的引力擾動所塑造;地球內(nèi)部的物質(zhì)圈層結(jié)構(gòu),也因這場撞擊發(fā)生了二次重構(gòu),讓地核、地幔、地殼的分層更加清晰,為后續(xù)板塊運動、火山活動乃至生命的誕生埋下了伏筆。
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就連月球上那些廣闊的月海,本質(zhì)上也是撞擊拋射物質(zhì)冷卻后形成的玄武巖平原,每一片月海的紋路,都在訴說著忒伊亞與地球相融相撞的故事。
科學(xué)家們還在月球的土壤樣本中發(fā)現(xiàn)了線索,阿波羅登月任務(wù)帶回的月巖中,部分物質(zhì)的同位素組成與地球地幔高度相似,卻又夾雜著一些罕見的微量元素,這些微量元素?zé)o法用地球自身的演化來解釋,極有可能就是忒伊亞的物質(zhì)殘留。
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未來隨著月球探測的深入,比如對月球背面的深層鉆探,或許能找到更多忒伊亞的物質(zhì)碎片,讓我們在月球上也找到這場宇宙邂逅的直接證據(jù)。
如果沒有這場撞擊,地球或許不會擁有月球這樣一顆穩(wěn)定的衛(wèi)星,而月球的引力牽引,不僅穩(wěn)定了地球的自轉(zhuǎn)軌道,讓地球的氣候始終保持在適宜的范圍內(nèi),還引發(fā)了海洋的潮汐運動,潮汐帶來的環(huán)境變化,被認為是推動地球原始生命從海洋走向陸地的重要動力。
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可以說,忒伊亞以自身的 “犧牲”,為地球孕育生命創(chuàng)造了得天獨厚的條件,我們?nèi)缃袼姷乃{天白云、江海湖川,乃至地球上的所有生命,都與這顆早已消失或隱匿的天體息息相關(guān)。
如今人類對 LLSVP 的研究還在繼續(xù),通過地震波探測、計算機模擬等手段,科學(xué)家們正一點點勾勒出這兩塊 “忒伊亞紀念物” 的內(nèi)部輪廓,試圖從中提取出更多關(guān)于這顆遠古天體的信息,而太陽系邊緣的探測任務(wù)也在穩(wěn)步推進,新一代的深空望遠鏡和探測器,正將目光投向柯伊伯帶、奧爾特云這些遙遠的區(qū)域,尋找著假說中第九大行星,也尋找著忒伊亞的蛛絲馬跡。
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或許在不久的將來,我們就能解開忒伊亞的最終謎題,知道它究竟是漂泊在星際邊緣,還是早已化作星際塵埃。但無論答案如何,忒伊亞都已成為太陽系演化史中不可或缺的一部分,它用一次驚天動地的撞擊,造就了地球與月球的相依相伴,也為地球的生命傳奇寫下了開篇的序章。
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這顆神秘的天體,始終藏在地球和月球的深處,藏在太陽系的歲月長河里,等待著人類用科學(xué)的腳步,去揭開它最后的面紗。
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