天文
形成月球的撞击岩石可能残留在地球的地幔中
研究人员表示，地幔中密度异常大的岩石来自 45 亿年前的一次撞击。
大约 45 亿年前，一个火星大小的天体撞上了年轻的地球，喷射出的碎片凝聚形成了月球，许多科学家认为。研究人员在 11 月 1 日的《自然》杂志上提出，该天体的一些残余物，即忒伊亚，如今以大量致密物质的形式位于地球内核之上。
近年来，地球物理学家在地球地幔底部发现了大陆大小的岩石带，地震波在那里异常缓慢地传播，这表明那里的岩石比地幔的其他岩石更致密。加州理工学院的行星地球动力学家袁倩说，其中一个被称为大型低速省的斑点位于非洲下方。另一个位于太平洋下方，相隔半个地球。
一些研究人员提出，这些质量是构造板块的残余物，这些板块被推到其他板块下面，然后沉入地球外核和上覆地幔之间的边界。但袁和他的同事提出了不同的起源故事。
月球的质量仅为地球的 2%，这意味着忒伊亚的大部分质量还没有被解释。因此，研究人员使用超级计算机模拟，追踪了原始地球与另一个质量约为其 10% 的天体碰撞后的尘埃。
在模拟中，碰撞前的每个天体都有一个致密的铁核，外面包裹着一层较轻的岩石地幔。每个天体都被数字细分为大约 10 公里宽的粒子，以便可以追踪碰撞后的碎片，该研究的合著者、英国杜伦大学的计算物理学家文森特·埃克说。他指出，总的来说，该团队的模拟追踪了大约 1 亿个粒子。
模拟表明，忒伊亚地核的很大一部分——相当于今天地球质量的 3%——留在了我们的星球上。在碰撞后不久，这种致密的熔融物质会沉入地球内核。同时，研究发现，忒伊亚地幔的大部分体积，高达地球质量的 5%，被嵌入在地球地幔最上面的 1400 公里左右。
月球岩石表明，忒伊亚的地幔含有更高比例的氧化铁矿物。袁说，这意味着它可能比地球的地幔密度高出几个百分点。研究人员提出，在碰撞后的几千万年里，这种密度高于平均水平的物质缓慢下沉，积累并形成了大型低速省。
尽管许多研究人员提出，这些低速省是构造板块的残余物，但其他人则提出，它们是地球原始岩浆洋的高密度残余物，沉入地球地幔的最底层。苏黎世联邦理工学院的地球动力学家Paul Tackley说，将它们归因于忒伊亚和原始地球碰撞后留下的物质“我认为是一个新的想法”，他不是这项新研究的参与者。
Tackley说，无论与忒伊亚的碰撞是否造成了低速省，它们至少可能在月球形成以来的近 45 亿年中持续存在。他说，如果这些区域的材料足够致密，可以抵抗地幔在其上缓慢流动时的混合，那么“它们就可以在地质时期存活下来”。
“大撞击假说”认为，地球与一个原行星的碰撞仍然是月球如何形成的主要理论。研究人员之前提出，这样的碰撞将有助于解释月球岩石和地球岩石之间的细微化学差异。科学家们最近提出，原始地球与忒伊亚的碰撞，除了创造了我们星球的月球之外，还可能启动了板块构造。
本文译自 sciencenews，由 BALI 编辑发布。