自1946年加拿大地质学家雷金纳德·达利(Reginald Daly)首次提出「巨型撞击假说」以来,这一理论一直受到广泛关注。该假说已被认为是解释月球形成的主流科学理论,并引发了关于地球和月球关系的众多讨论。根据这一假说,在45亿年前的早期地球时期,一颗大小相当于火星的行星(被称为Theia)与地球发生了剧烈碰撞,这场撞击造成的喷发物最终形成了月球。
这一假说的建议是,月球的形成或许源于一场直接的撞击,而非如早期理论所认为的旋转力。
多项研究结果显示,月球的轨道与地球的自转方向相似,这一点为该假说提供了支持。此外,来自月球的岩石样本与地球岩石显示出相同的稳定同位素比率,进一步印证了它们可能有一个共同的来源。然而,这一假说仍然存在一些未解之谜,例如:月球是如何在这场巨型撞击后形成的?为何金星经历了类似的撞击却没有月球的存在?
在19世纪末,乔治·达尔文(George Darwin)曾提出地球和月球曾为一个整体,随着时间推移分离不再。然而,达利挑战了这一观点,认为月球的形成更可能与撞击有关。从那以后,随着多次学术会议的进行,巨型撞击假说逐渐赢得学术界的广泛认可。
根据现代行星形成理论,Theia曾是太阳系内的一个火星大小的天体,与地球有着共同的轨道。这一假说的吸引之处在于,它解释了月球和地球在形成过程中的布局。
Theia这一名称源于希腊神话中的泰坦女神,据说她是月亮女神Selene的母亲。这一命名是为了强调Theia与月球之间的关联。科学家们提出,这颗假设的原行星与地球的组成相似,使得两者的碰撞更加可能,从而形成现今的月球。
「一场行星级的撞击似乎为地球和月球的组合提供了必要的动能。」
科学家们认为,Theia与地球的碰撞发生在44到45亿年前,当时的地球几乎已经成形。不同的计算机模拟表明,这场撞击是以相对较低的速度进行的,并以约45度的角度撞击地球。如此剧烈的撞击不仅供应了形成月球所需的能量,还为Earth-Moon系统提供了额外的动量,解释了这一系统的高角动量特征。
阿波罗登月计画中取得的岩石样本显示出与地球岩石几乎相同的氧同位素比率,这一点为巨型撞击假说提供了事实基础。此外,研究表明,如果月球有一个钢铁心核,那么它的直径不会超过月球半径的25%,而这与其他行星的核心直径比例截然不同。这些观点再一次强调了Theia可能是月球的「母亲」这一假设的可靠性。
尽管巨型撞击假说在学界主流,但仍然面临着许多挑战和疑问。例如,地球在撞击后是否形成过全球性的岩浆海洋?这一假说尚未得到充分证据支撑。此外,月球的挥发元素比地球少,例如水的存在也给高温撞击理论提出了挑战。
鉴于以上所提及的各种因素和观点,Theia与月球之间的关联仍然是当代天文学和行星科学中的一个未解之谜。我们是否能揭开这颗失落行星的全貌?这个问题,仍需未来的科学探索来解答?