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忒伊亞可能和原始地球一樣大。圖片來源：HAGAI PERETS

本報訊?科學(xué)家一直認(rèn)為，45億年前，一顆名為忒伊亞的原行星撞擊嬰兒期的地球后形成了月球?，F(xiàn)在，一個科學(xué)家小組提出了新理論：忒伊亞的殘留物可能深埋于地幔中。

幾十年來，地震學(xué)家一直對位于西非和太平洋下方、像一副耳機(jī)一樣橫跨地核的兩個“斑點”結(jié)構(gòu)感到困惑?！八鼈兪堑蒯Ｖ凶畲蟮臇|西。”美國亞利桑那州立大學(xué)地球動力學(xué)博士袁前（音譯）說。地震產(chǎn)生的地震波在穿過該地層時會突然減速，表明其密度更大，化學(xué)成分也與周圍的地幔不同。

正如地震學(xué)家所言，這兩個巨大低剪切波速度區(qū)（LLSVPs）可能是從地球原始巖漿海洋深處結(jié)晶而來的，也可能是在形成月球的沖擊中幸存下來的?；谛碌耐凰刈C據(jù)和模型，袁前相信LLSVPs是外星撞擊物的殘留物，并在日前在線召開的月球和行星科學(xué)會議上提出了這個假設(shè)。

多年來，這個想法一直廣為流傳。未參與該研究的亞利桑那州立大學(xué)地震學(xué)家Edward Garnero說，這是第一次有人匯集了多條線索的證據(jù)，“我認(rèn)為這是完全可行的，除非有人明確告訴我不是這樣”。

來自冰島和薩摩亞的證據(jù)也表明，LLSVPs在形成月球的撞擊后就存在了。加州大學(xué)戴維斯分校地球化學(xué)家Sujoy Mukhopadhyay認(rèn)為袁前的觀點是可信的，但對其他解釋也持開放態(tài)度。

此外，一張有關(guān)月球形成的撞擊物新照片表明，它可能向地球深處輸送了一批致密的巖石。但袁前的合作者、亞利桑那州立大學(xué)天體物理學(xué)家Steven Desch的研究表明，忒伊亞幾乎和地球一樣大。

在對“阿波羅號”采集的月球巖石進(jìn)行的研究中，Desch和同事測量了氫和氘的比例。他們發(fā)現(xiàn)，在一些月球樣本中，氫的含量遠(yuǎn)比地球巖石中豐富。他們在2019年的一項研究中提出，要捕獲和留住這么多氫，忒伊亞必須是巨大的，且一定非常干燥，其密度比現(xiàn)在的地球大2%到3.5%。

在得知Desch的密度估算結(jié)果之前，袁前就在模擬忒伊亞的命運。模型表明，在碰撞后，忒伊亞的核心迅速與地球核心融合。他還研究了忒伊亞地幔的命運，以觀察什么條件會讓物質(zhì)持續(xù)存在，而不是混合在一起沉入地幔底部。模擬結(jié)果顯示，比地球密度大1.5%到3.5%的巖石會留存下來，并在地核附近堆積。這個結(jié)果與Desch的氘證據(jù)吻合。“這是最佳密度?！盌esch說。

忒伊亞巨大的體形也可以解釋LLSVPs的規(guī)模，后者的質(zhì)量是月球的6倍。袁前說，如果它們來自外太空，那么只有像忒伊亞這樣大的撞擊者才能運載它們。

不過，有專家認(rèn)為還有很多需要注意的地方，包括LLSVPs的證據(jù)十分模糊。加州大學(xué)伯克利分校地震學(xué)家Barbara Romanowicz和法國巴黎—薩克萊大學(xué)地球物理學(xué)家Anne Davaille曾指出，它們的樁狀結(jié)構(gòu)可能是錯覺，這些模型依賴于低頻地震波，往往會使微小差異變得模糊。

如果忒伊亞的殘骸確實深埋在地幔中，它們可能并不孤單。地震學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn)，在深地幔中，通常在LLSVPs邊緣附近，存在小而密度極高的物質(zhì)點。杜倫大學(xué)地震學(xué)家Jennifer Jenkins說，它們可能是其他撞擊地球的微型行星殘留物。事實上，忒伊亞可能只是行星墓地中的一個。（魯亦）