月球的起源塑造了地球早期的环境。大约 4.5 billion years ago,一颗巨大的天体撞击了年轻的地球,撞击将岩石抛入太空,随后这些碎片聚合形成月球。科学家仍在研究那颗被称为 Theia 的天体的大小、成分和来源,因为碰撞中 Theia 本身被摧毁。
来自 University of Chicago、Max Planck Institute for Solar System Research 和 University of Hong Kong 的团队在 Science 上发表研究,提供了有关 Theia 成分的新证据。研究者把同位素当作“指纹”来追踪形成位置,指出恒星喷射物在年轻太阳系未完全混合,因此不同区域保留了独特的同位素比例。团队分析了地球岩石、阿波罗任务带回的六块月球样品和来自太阳系不同区域的陨石,并对铁进行了极高精度的测量,同时将这些结果与先前关于铬、钙、钛、钼和锆的同位素资料结合。
研究还采用了行星形成时金属如何迁移的模型。研究者认为早期地球的大量铁和钼很可能在撞击前已下沉到地核,这意味着现存于地壳和地幔中的部分铁可能来源于 Theia。通过模拟测试,团队寻找能与测得同位素比相匹配的 Theia 成分组合。计算结果指向一个结论:Theia 很可能比地球更靠近太阳形成,与之比例最接近的陨石群来自内太阳系区域。
- 研究团队和实验室开发了高精度测量技术。
- 模型与同位素测量共同支持 Theia 的内太阳系起源。
- 研究作者认为这次“邻近”撞击有利于地轴稳定,从而帮助复杂生命繁荣。
该研究得到 NASA、National Science Foundation、US Department of Energy、Deutsche Forschungsgemeinschaf 和 the European Research Council 的资助。来源:University of Chicago。
难词
- 同位素 — 原子具有不同中子数的版本
- 恒星喷射物 — 从恒星或爆炸中抛出的物质
- 陨石 — 从太空落到地面的岩石
- 地核 — 行星中心的金属和岩石层
- 模型 — 用来模拟和预测的简化系统
- 内太阳系 — 靠近太阳的太阳系内部区域内太阳系区域
- 指纹 — 可以用来识别来源的特征
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讨论问题
- 文章提到“邻近”撞击有利于地轴稳定并帮助复杂生命繁荣,你认为这句话意味着什么?请结合文章信息说明理由。
- 同位素被用作追踪形成位置的“指纹”。你认为这种方法有哪些优点或限制?请举一两个可能的例子或理由。
- 这项研究由多个国家和机构合作并获得多方资助,你觉得国际合作对类似行星起源研究有什么重要意义?