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太阳系简史:大碰撞说的突破性进展

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:尽管大碰撞说有如此多明显吸引人的特点,但它在问世后的近10年内一直没有得到重视。1984年,一次讨论月球起源的科学会议在夏威夷召开,大碰撞说这才迎来了突破性进展。经过一系列演示,科学家证明了大碰撞说可以解释月球的所有主要特征。会议结束后,大碰撞说脱颖而出,成了科学界的新宠。碰撞产生的热量导致行星胚胎内部分异成铁核和地幔岩,这是大碰撞说的一个关键点。

太阳系简史:大碰撞说的突破性进展

两组科学家在20世纪70年代提出了一个观点:地球在初期阶段曾经遭到一个和行星一般大小天体的撞击,月球就是由撞击产生的碎片合成的。这一观点后来被称为“大碰撞说”。威廉·哈特曼(William Hartman)和唐纳德·戴维斯(Donald Davis)提出,地球在分层成铁核和地幔岩后,曾经被一颗质量和月球相当的天体撞击过。撞击产生的能量将超过一个月球质量的地球地幔物质抛离地球,挥发性较强的物质在此过程中逃向了太空。留下的碎屑后来合并成了月球,这个假说解释了月球上为何缺少铁和挥发性元素。

阿拉斯泰尔,卡梅伦(Alastair Cameron)和威廉·沃德(William Ward)也提出了一个类似但有着重要区别的假想。他们认为撞击地球的应该是一个质量和火星差不多的大天体。这样形成的地月系统的角动量就和地球和月球今天的差不多,如此,一直以来扳倒众多假说的难题便迎刃而解了。不仅如此,卡梅伦和沃德还深入研究了撞击带来的影响。大碰撞说隐藏着一个问题,即被抛向太空的碎屑很可能在到达最高处后又落回地球上。他们猜测该次撞击的能量必定非常大,并导致大量被抛出的物质蒸发,气体膨胀产生的压力使一定量的剩余碎片在地球周围旋转,最终形成了月球。

尽管大碰撞说有如此多明显吸引人的特点,但它在问世后的近10年内一直没有得到重视。1984年,一次讨论月球起源的科学会议夏威夷召开,大碰撞说这才迎来了突破性进展。在该次会议上展示的几篇科学论文证明了之前的所有月球起源模型都大错特错,同时,新一代计算机及计算方法已经能够详细检验大碰撞说模型。经过一系列演示,科学家证明了大碰撞说可以解释月球的所有主要特征。会议结束后,大碰撞说脱颖而出,成了科学界的新宠。(www.xing528.com)

大约30年后,新的科学发现和最先进的计算机模拟的出现,填补了当年夏威夷会议上没有厘清的细节。现在我们知道,在行星形成的最后阶段,行星胚胎之间发生过多次大碰撞事件,因此,认为月球是在一次大碰撞后产生的观点,具有较高的可信度。碰撞产生的热量导致行星胚胎内部分异成铁核和地幔岩,这是大碰撞说的一个关键点。

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