形成月球的行星碰撞可能比我們想象的要劇烈得多
在研究了月球岩石的化學組成之後，科學家們說他們發現了新的證據，推翻了月球形成的主要理論之一。證據只取決於一種元素的存在：鉀，它表明形成我們衛星的行星碰撞是極其劇烈的——這一想法與之前的想法截然不同。
它會改變我們對行星系統歷史的理解
這一新理論在今天發表在《自然》雜誌上的一項研究中有詳細闡述，它是一個激進的新概念，可能會改變我們對行星系統歷史的理解。但目前並不是所有的研究人員都確信這一點。”佛羅裡達州立大學的地質學家Munir Humayun沒有參與這項研究，他告訴《邊緣報》他們的資料還不足以說明這一點。”
幾十年來，大多數天文學家都認為月球是地球和火星大小的物體（稱為撞擊器）發生巨大碰撞的結果。但並不是每個人都能對碰撞的確切機制達成一致。目前，一種流行的理論認為撞擊能量相對較低，使地球大部分完好無損，但導致撞擊物融化成巖漿。這些巖漿在太空中形成了一個圓盤，最終會變成月球。
但研究作者王坤說，他們發現的鉀訊號描繪了一個不同的場景。他認為，形成月球的碰撞根本不是低能的。相反，撞擊是極其猛烈的，粉碎了大部分的地球和衝擊器，並把它們變成蒸汽。在這個場景中，蒸發的地球和撞擊器混合在一起形成一個巨大的稠密大氣。然後大氣冷卻並凝結成我們的星球和它的衛星。
“這個模型完全不同，”聖路易斯華盛頓大學的地球化學家王告訴《邊緣報》影響要大得多。”
關於月球如何形成的兩種相互競爭的理論。第一個描述了矽酸鹽大氣的概念，而第二個描述了更蒸發的地球的概念(（王坤）
一次巨大的行星撞擊形成了月球的想法從1970年代就開始了；這就是所謂的巨大撞擊假說。但這種模式存在一些問題。最初，這個假說認為月球的80%來自撞擊器，其餘部分來自地球。這成為一個問題，因為研究人員開始更密切地研究月球的組成。事實證明，月球和地球有很多相同的化學組成，這意味著月球一定是由我們星球上更重要的物質組成的。
天文學家對巨撞擊假說做了一些修正
為瞭解決這個問題，天文學家對巨撞擊假說做了一些修改。2007年的一個新模型提出，撞擊器與地球相撞後，一個矽酸鹽大氣包圍了行星系統。這種大氣就像一條管道，允許物質在地球和撞擊者的巖漿之間交換，最終形成月球。這將解開為什麼地球和它的衛星如此相似的謎團。
但是王說他的新鉀測量也不符合這個模型。具體來說，研究人員分析了7塊月球岩石和8塊地球岩石。他們測量了鉀的兩種不同變體或同位素：鉀-41，是鉀元素的最重版本，鉀-39，是鉀元素的最輕版本。他們發現月球樣品中較重的元素鉀-41比地球樣品更豐富。
月球北極的彩色馬賽克(美國宇航局）
王解釋說，這些發現並不像現在這樣支援巨大撞擊假說。月球應該富含鉀-39，而不是相反。如果“矽酸鹽大氣”理論是真的，地球和新形成的月球在碰撞後都會過熱，鉀也會從兩個物體上蒸發。但由於地球比地球大得多，地球會向月球輸送更多的鉀，而不是相反。由於較輕的元素比較重的元素蒸發得更快，這將使月球富含鉀-39，而不是鉀-41。
王說，解釋月球上鉀-41豐度更高的唯一方法是更劇烈的撞擊。在這種情況下，地球幾乎完全蒸發，因此地球上所有的鉀元素都會混合在碰撞留下的稠密蒸汽中。蒸汽最終凝結形成月球。在冷凝過程中，重鉀比輕鉀更容易冷凝到月球上。因此，月球會有更多的鉀-41。”我們的論文是支援這一理論的第一個確鑿、真實的證據。
胡馬雲說，王建民和他的團隊還沒有證明什麼
但是，專門研究鉀同位素的胡馬雲說，王和他的團隊還沒有證明任何事情。胡馬雲說，用於這項研究的月球樣品不能準確地代表月球的鉀成分。這意味著這項研究目前還沒有真正否定任何月球起源的說法。”我對他們所做的一切感到非常滿意，我只希望他們使用了更好的樣品，”他說。
王建民和他的團隊分析了月球角礫巖和月球玄武岩的混合物。休馬雲認為，角礫——由撞擊月球錶面的小隕石製成的岩石——往往受到土壤的汙染，土壤中含有更多的鉀-41。這可能會混淆讀數。他說，用於研究的玄武岩也不可靠。這些岩石是由很久以前迅速冷卻的熔岩形成的，有時會冒著將鉀排出太空的危險。
胡馬雲說：“即使是少量的鉀流失也會產生可測量的影響。”我不能說這些擔憂扼殺了這個理論，但你必須剋服這些擔憂，才能聲稱你已經測量了鉀的組成。”
與此同時，王和他的團隊已經在為他們的研究做準備。他們說，人們一開始對新理論產生抵觸情緒是很正常的。”“人們接受一個新想法需要時間，”王說人們花了幾十年才接受這個巨大的撞擊假說。現在我們說，巨大撞擊假說是不對的，所以可能需要10到20年才能接受新模型。”
美國宇航局是如何完成冥王星飛行的
- 發表於 2021-05-07 13:35
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