古地球從地幔發(fā)出“喧嘩與騷動(dòng)”回聲
科學(xué)家澄清了一個(gè)有爭議的事實(shí),古老地球早已埋藏在地球的地幔內(nèi)部,他們好似聆聽了古老地球傳來的回聲,仿佛在告訴人們,在地球的遠(yuǎn)古時(shí)期發(fā)生了一件驚心動(dòng)魄的大撞擊事件,在遠(yuǎn)古的地球發(fā)生大撞擊之后,地球和月球組成了延續(xù)到現(xiàn)在的地月系??茖W(xué)家從地球深處接收到了有關(guān)同位素比值的數(shù)據(jù),分析的結(jié)果預(yù)示了一個(gè)事實(shí),遠(yuǎn)古地球和一顆太陽系內(nèi)的行星發(fā)生了大撞擊,古老地球在大撞擊之后幸存下來,一個(gè)行星尺寸的天體隨之消失,取而代之的則是月球的誕生,這預(yù)示著月球誕生在動(dòng)蕩不安的天文年代。科學(xué)家之前沒有對同位素比值的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析,數(shù)據(jù)信號(hào)可能表明了幸存的遠(yuǎn)古地球發(fā)出了回聲,透露了大約在45億年前發(fā)生的大撞擊事件。
在加州薩克拉門托召開了一次歌德施密特會(huì)議,科學(xué)家在學(xué)術(shù)大會(huì)上發(fā)布了有關(guān)地月系的研究成果。到目前為止,主流的地月系形成理論支持了月球在45年前形成的見解,那個(gè)時(shí)期的的古老地球與一顆相當(dāng)于火星大小的行星發(fā)生了“硬碰硬”的大撞擊,火星尺寸的天體就是從太陽系內(nèi)消失的“提亞”行星。根據(jù)目前普遍認(rèn)可的理論觀點(diǎn),遠(yuǎn)古地球和“提亞”發(fā)生了一次大撞擊,在大撞擊過程中產(chǎn)生的巨大熱量將遠(yuǎn)古地球和“提亞”行星融化為一個(gè)整體,兩顆行星的大撞擊留下了大量碎片,它們逐漸冷卻下來,在地球的周圍開始凝結(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng),最終形成了演化至今的月球。

哈佛大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)表了最新的見解,地球的一部分在大撞擊過程中被高溫融化,而沒有被高溫融化的地球部分組成了古老地球,而保存完好的遠(yuǎn)古地球至今還隱藏在今日地球的地幔內(nèi)??茖W(xué)團(tuán)隊(duì)的主要研究員、哈佛大學(xué)的助理教授蘇喬伊·穆霍帕迪亞解釋說,從古地球和提亞行星的大撞擊中產(chǎn)生了巨大能量,足以融化整個(gè)行星,但團(tuán)隊(duì)成員在研究中發(fā)現(xiàn),大撞擊事件產(chǎn)生的能量在遠(yuǎn)古地球撞擊面的分布不夠均勻,可能導(dǎo)致了部分熱熔效應(yīng)的發(fā)生,遠(yuǎn)古地球的主要部分在撞擊中被徹底融化,遺存的部分沒有經(jīng)歷完全的融化過程。
科學(xué)團(tuán)隊(duì)拿出了惰性氣體同位素比值的主要證據(jù),這些惰性氣體散布在地球深處的地幔,通過比較地幔的同位素比值和靠近地表的惰性氣體同位素比值,地幔淺層區(qū)域的氦3和氖22同位素比值比在地幔深處檢測的比值出現(xiàn)了明顯上升,兩組數(shù)據(jù)的差異似乎表明,遠(yuǎn)古地球在大撞擊之后融化得不夠均勻。穆霍帕迪亞教授解釋說,在兩大行星發(fā)生大撞擊之后,地幔物質(zhì)沒有實(shí)現(xiàn)徹底融合,地?!皫r漿海洋”的圖景大為縮減。團(tuán)隊(duì)成員找到了一個(gè)氙129同位素比值的證據(jù),氙129被認(rèn)為埋藏在地幔的深處,通過地幔的熱柱效應(yīng)帶到了地表,氙129的同位素比值在靠近地表的區(qū)域升高,比如:在大洋中脊有玄武巖。

通過碘129元素的放射性衰減產(chǎn)生了氙129同位素,元素氙的同位素在地球歷史上打上了時(shí)間的標(biāo)識(shí),可以證明地球在第一個(gè)1億年的歷史中形成了古老的地幔。地球化學(xué)家指出,惰性氣體的同位素比值在不同的地球部位有不同的分布,科學(xué)家解釋了同位素元素分布的不同,他們的解釋以科學(xué)的發(fā)現(xiàn)為依據(jù),遠(yuǎn)古地球和一顆行星尺寸的天體發(fā)生了有極大破壞力的大撞擊,這是一個(gè)在地球地質(zhì)史上的最大物理事件,極早期地球在遭受撞擊后沒有徹底融化,沒有形成同位素惰性氣體的均勻分布,這一證據(jù)挑戰(zhàn)了人們之前對地球行星的形成和巨大撞擊能量的科學(xué)認(rèn)識(shí)。
如果哈佛大學(xué)科學(xué)團(tuán)隊(duì)的地月理論得到了證實(shí),那么人們可能聆聽到遠(yuǎn)古老地球傳來的回響,遠(yuǎn)古地球在兩大行星的大撞擊事件中沒有徹底消失。卡耐基研究所的理查德·卡爾森教授曾擔(dān)任美國地球化學(xué)協(xié)會(huì)的主席,他認(rèn)為令人興奮的發(fā)現(xiàn)提供了地球如何形成的證據(jù),這些證據(jù)建立在觀測的基礎(chǔ)上,而不是科學(xué)家合理想象的產(chǎn)物。地球行星在極早期經(jīng)歷了一場生存與毀滅的大撞擊,遠(yuǎn)古地球發(fā)生了劇烈的燃燒和震蕩,在大撞擊事件后幸存的遠(yuǎn)古地球在漫長地質(zhì)年代的演變中形成了生機(jī)勃勃的今日地球。地球科學(xué)團(tuán)隊(duì)的最新證據(jù)展示了地球物理學(xué)和化學(xué)的新視野,什么是已發(fā)生的事實(shí)?什么是沒有發(fā)生的猜測?人們的科學(xué)認(rèn)識(shí)更接近事實(shí)的真相。

(編譯:2014-6-12)