忒伊亚:和早期地球相撞形成了新地球和月球

忒伊亚(英文名:Theia,又名提亚)是一颗假想中的太阳系原行星,根据大碰撞说理论(Giant-impact hypothesis),在46亿年前地球刚形成的时候,还没有现在这么大,后来在大约45亿年前,一颗火星大小的原行星撞上了原始地球,这个撞上地球的原行星就是忒伊亚,它的一部分和原始地球融合在一起,另外一部分因为撞击而飞溅出去的物质在地球轨道上形成了月球

根据大碰撞说理论,地球刚形成的时候,曾经被一颗火星大小的原行星忒伊亚撞击过,两者融合在一起才形成了我们现在的地球和月球
根据大碰撞说理论,地球刚形成的时候,曾经被一颗火星大小的原行星忒伊亚撞击过,两者融合在一起才形成了我们现在的地球和月球

为什么科学家要设想出一个忒伊亚碰撞地球假说呢?

这主要是地球和月球有一系列不太“合理”的地方,主要包括:

  • 1、地球的自转和月球的轨道具有相似的方向。
  • 2、地月系统包含异常高的角动量。这意味着,地球自转、月球自转和月球围绕地球旋转所包含的动量明显高于其他类地行星。而忒伊亚撞击地球则可能提供这种过剩的动力。
  • 3、月球物质样本表明月球曾经有一个融化的状态,而这种融化的状态单凭月球自身的热量是无法支撑的,但是通过一场巨大的星球碰撞则很容易解释。
  • 4、月球有一个相对较小的铁芯。这使月球的密度低于地球。火星大小的天体与地球发生巨大撞击的计算机模型表明,忒伊亚的核心很可能会穿透地球并与地球核心融合。这将使月球的金属铁含量低于其他行星体。
  • 5、与地球相比,月球缺乏挥发性元素。在相对较低的温度下蒸发,它们可能会在大碰撞事件中丢失了,月球较小的引力无法像地球一样重新捕获它们。
  • 6、在其他恒星系统中也有类似星球碰撞的证据,最终导致碎片盘的形成。
  • 7、巨大的碰撞与太阳系形成的主要理论是一致的。
  • 8、月球岩石和陆地岩石的稳定同位素比值相同,暗示了一个共同的起源。

正是因为上述的8种不合理情况,才导致科学家推导出忒伊亚的存在。根据科学家的计算,忒伊亚的大小和火星相当,直径大约为6100公里。

忒伊亚撞击地球过程示意图
忒伊亚撞击地球过程示意图

地球上的水可能大部分来源于忒伊亚

另外一个证据还表明,地球上大部分的水可能是来自于忒伊亚。可能很多人没有意识到一个问题,在太阳系刚形成的时候,太阳系靠近太阳的内侧物质中水的含量是很少很少的,所以原始地球上的水分含量肯定是比现在要少很多很多。

对于地球水资源的来源,之前科学家的共识是彗星撞击地球带来的水分。

但是根据大碰撞说理论,地球上的水分大部分是忒伊亚带来的。在这个理论中,忒伊亚是一颗在外太阳系形成的原行星,那个地方拥有大量的水分,后来忒伊亚撞击地球,就顺便将自身的水资源注入到原始地球中了。

原始地球被忒伊亚撞击后大量的物质被抛入太空中形成月球
原始地球被忒伊亚撞击后大量的物质被抛入太空中形成月球

忒伊亚撞地球是如何发生的?

根据大碰撞说理论,忒伊亚从外太阳系移到内太阳系后,几乎和地球处于同一个轨道上,但是这种状态是很不稳定的,后来因为木星、金星对地球和忒伊亚的引力干扰,从而导致忒伊亚最终撞向地球。

计算机模拟表明,忒伊亚是以大约45度角撞击地球的,撞击速度不超过4公里/秒,最终忒伊亚的大部分物质和地球物质融合在一起,还有一部分物质在地球轨道上形成月球。

这次撞击事件还产生了另外一个重要的影响,那就是把地球撞歪了,我们知道现在地球自转轴的倾斜角是23°,但是对于原始地球来说,这个角度一般都是0或者是很小的数值。正是因为撞击事件才导致地球现在的倾斜角,也才导致现在地球上四季分明的气候。

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