#夜读#【研究表明：地球旁曾有另一颗行星运行】#研究表明地球旁曾有另一颗行星运行#据美国趣味科学网站12月1日报道，一项新研究表明，那场造就了月球并堪称地球早期历史上影响最深远事件之一的灾难性碰撞，可能并非由一个遥远的闯入者触发，而是由一颗在地球身旁形成的姐妹星球造成的。约45亿年前，一颗火星大小的天体以巨大的力量撞击了年轻的地球，致使地幔大片区域熔化，并将一团熔融碎片喷射至地球轨道。这些残骸最终聚集形成我们如今所知的月球。科学家们长期以来一直倾向于这一“大碰撞”起源说，但这颗被昵称为“忒伊亚”的失踪天体的来源及其构成，至今仍是个谜。不过，对阿波罗任务带回的月球样本、地球上的岩石以及陨石的最新分析显示，忒伊亚与地球类似，是一颗形成于内太阳系的岩石行星，其轨道可能比地球更靠近太阳。领导这项研究的德国马克斯·普朗克太阳系研究所地球科学家蒂莫·霍普对趣味科学网站说：“忒伊亚和原始地球起源于内太阳系的相似区域。”霍普说，研究结果进一步印证了关于数十亿年前岩石行星形成的经典图景。11月20日发表于《科学》周刊的一篇论文详细介绍了这一研究成果。霍普说，“我们的研究结果并未预示碰撞机制会有新转折”，相反，它们“与我们从类地行星形成经典理论中得出的预期高度一致”。在太阳形成后的最初1亿年里，内太阳系挤满了数十到数百个行星胚胎，这些从月球到火星大小的天体频繁发生碰撞、合并，或是在早期行星形成过程中的引力混乱以及木星巨大引力的作用下，被驱逐至新轨道。霍普说：“忒伊亚是数十到数百个行星胚胎之一，我们的地球也是从中形成的。”但阿波罗任务带回的月球样本显示，地球和月球在化学组成上几乎完全相同。科学家们说，这种相似性使得精确定位忒伊亚的诞生地变得极为困难。为了展开研究，霍普和他的同事们在地幔中寻找撞击留下的微小化学线索，例如铁和钼等元素的痕迹。如果这些元素在地球形成早期就已存在，那么它们应该已经沉入地核。研究人员说，这些元素如今仍存在于地幔岩石中，这表明它们是后来才出现的，很可能是在大碰撞期间由忒伊亚带来的，因此承载着关于这颗失踪行星构成的宝贵信息。研究人员分析了6份来自阿波罗12号和17号任务的月球样本，以及15块地球岩石（包括夏威夷基拉韦亚火山的样本），还有从南极洲回收并由大型博物馆收藏的陨石。研究团队重点关注了铁同位素（元素的不同版本）中极为细微的差异。近期研究表明，这些差异可以精准定位物质相对太阳的形成位置。他们将这些铁元素测量数据与钼和锆的同位素特征相结合，然后与已知的陨石成分进行对比，以此推断哪些类型的行星“构成物质”可能形成了忒伊亚。研究报告称，在数百种模拟场景中（从小型撞击体到质量接近地球一半的天体），唯一能成功重现地球和月球化学组成的情况是忒伊亚形成于内太阳系。研究团队指出，忒伊亚很可能是一颗具有金属核心的岩石行星，质量约为地球的5%至10%。模型还显示，原始地球和忒伊亚都含有来自一个“未被取样”的内太阳系物质库的物质，这种物质在所有已知的陨石收藏中都不存在。这种神秘成分很可能形成于离太阳极近的区域。在那里，早期物质要么被水星、金星、地球和忒伊亚清理干净，要么从未作为能够变成陨石的自由移动天体而幸存下来。霍普承认，“这可能只是样本偏差”。他补充说，有朝一日，来自金星或水星的样本或许会发现更多这种缺失物质的痕迹，并最终“证实或推翻我们的结论”。霍普表示，尽管这项研究明确了地球和忒伊亚很可能是“本地姐妹”，但大碰撞如何将两颗行星如此彻底地混合，使得它们的化学特征几乎难以区分，这仍是一个悬而未决的问题。解开这一谜团可能会揭示月球狂暴起源故事中最后缺失的篇章，这也可能是彻底理解月球和地球如何形成的关键。（编译/卿松竹）
