大碰撞說
月球起源的假说 / 維基百科,自由的 encyclopedia
大碰撞說(英語:giant impact hypothesis),有時被稱為大飛濺(Big Splash)或忒亞撞擊(Theia Impact),是行星地質學上用來解釋月球的起源的一個科學假說,最早由加拿大地質學家雷金納德·戴利於1946年提出。大碰撞說認為月球是由早期地球和一個火星大小的同軌道矮行星之間發生碰撞形成的噴出物再次吸積形成的,事件大約在45億年前的冥古宙初期(太陽系凝聚成後約2,000萬至1億年)[1]。這個撞地球的天體有時被稱為忒伊亞(Theia),以希臘神話中月亮女神塞勒涅之母的泰坦——忒亞命名[2]。2016年一份報告中發表的對月球岩石的分析表明,撞擊可能是直接撞擊,導致兩個母體行星的地幔碎裂並且行星核心徹底混合[3]。
大碰撞說是現時備受推崇的解釋月球形成的熱門假說[4]。有證據支持這一假設:
- 月球公轉方向與地球的自轉方向相似。[5]
- 地月系統包含異常高的角動量,這意味着地球自轉、月球自轉和月球繞地球公轉所包含的動量明顯高於其他類地行星。巨大的撞擊可能提供了這種多餘的動量。
- 月球樣本表明月球曾經熔融到相當大但未知的深度。這可能需要比預測的更多的能量,很難從月球大小的天體的質量中通過吸積獲得。一個非常有能量的過程,比如巨大的撞擊,可以提供這種能量。
- 月球有一個相對較小的鐵核,這使月球的密度低於地球。火星大小的物體與地球的巨大撞擊電腦模型表明,撞擊體的核心可能會穿透地球並與地核融合。這使得月球擁有比其它行星體更少的金屬鐵,因為形成月球的噴出物是被噴過洛希極限因此沒有落回地球重新熔入地表的地殼和地幔碎片,含鐵量和密度都不高。
- 與地球相比,月球的揮發性元素減少了。在相對較低的溫度下蒸發,它們可能會在高能事件中遺失,月球較小的引力無法在地球捕獲它們的時候捕獲它們。
- 在其它恆星系統中也有類似碰撞的證據,導致岩屑盤。
- 巨大碰撞符合太陽系生成的主要理論
- 月球岩石和地球岩石的穩定同位素比例相同,這意味着有一個共同的起源[6]。
然而,關於巨大撞擊假說現時的最佳模型,仍然存在幾個問題[7]。據預測,這樣一次巨大撞擊的能量會加熱地球,產生一個全球性的岩漿海洋(英語:Magma ocean),有證據表明,較重的物質下沉到地幔中,從而導致行星分異[8]。然而,沒有一個獨立的模型從巨大撞擊事件開始,並遵循碎片演變成單一個月球的過程。其他懸而未決的問題包括月球何時失去了揮發性元素的份額,以及為什麼金星在形成過程中經歷了巨大的撞擊 – 它在形成過程中經歷了巨大的撞擊[來源請求] – 沒有類似的衛星。