自1946年加拿大地質學家雷金納德·達利(Reginald Daly)首次提出「巨型撞擊假說」以來,這一理論一直受到廣泛關注。該假說已被認為是解釋月球形成的主流科學理論,並引發了關於地球和月球關係的眾多討論。根據這一假說,在45億年前的早期地球時期,一顆大小相當於火星的行星(被稱為Theia)與地球發生了劇烈碰撞,這場撞擊造成的噴發物最終形成了月球。
這一假說的建議是,月球的形成或許源於一場直接的撞擊,而非如早期理論所認為的旋轉力。
多項研究結果顯示,月球的軌道與地球的自轉方向相似,這一點為該假說提供了支持。此外,來自月球的岩石樣本與地球岩石顯示出相同的穩定同位素比率,進一步印證了它們可能有一個共同的來源。然而,這一假說仍然存在一些未解之謎,例如:月球是如何在這場巨型撞擊後形成的?為何金星經歷了類似的撞擊卻沒有月球的存在?
在19世紀末,喬治·達爾文(George Darwin)曾提出地球和月球曾為一個整體,隨著時間推移分離不再。然而,達利挑戰了這一觀點,認為月球的形成更可能與撞擊有關。從那以後,隨著多次學術會議的進行,巨型撞擊假說逐漸贏得學術界的廣泛認可。
根據現代行星形成理論,Theia曾是太陽系內的一個火星大小的天體,與地球有著共同的軌道。這一假說的吸引之處在於,它解釋了月球和地球在形成過程中的佈局。
Theia這一名稱源於希臘神話中的泰坦女神,據說她是月亮女神Selene的母親。這一命名是為了強調Theia與月球之間的關聯。科學家們提出,這顆假設的原行星與地球的組成相似,使得兩者的碰撞更加可能,從而形成現今的月球。
「一場行星級的撞擊似乎為地球和月球的組合提供了必要的動能。」
科學家們認為,Theia與地球的碰撞發生在44到45億年前,當時的地球幾乎已經成形。不同的計算機模擬表明,這場撞擊是以相對較低的速度進行的,並以約45度的角度撞擊地球。如此劇烈的撞擊不僅供應了形成月球所需的能量,還為Earth-Moon系統提供了額外的動量,解釋了這一系統的高角動量特徵。
阿波羅登月計畫中取得的岩石樣本顯示出與地球岩石幾乎相同的氧同位素比率,這一點為巨型撞擊假說提供了事實基礎。此外,研究表明,如果月球有一個鋼鐵心核,那麼它的直徑不會超過月球半徑的25%,而這與其他行星的核心直徑比例截然不同。這些觀點再一次強調了Theia可能是月球的「母親」這一假設的可靠性。
儘管巨型撞擊假說在學界主流,但仍然面臨著許多挑戰和疑問。例如,地球在撞擊後是否形成過全球性的岩漿海洋?這一假說尚未得到充分證據支撐。此外,月球的揮發元素比地球少,例如水的存在也給高溫撞擊理論提出了挑戰。
鑑於以上所提及的各種因素和觀點,Theia與月球之間的關聯仍然是當代天文學和行星科學中的一個未解之謎。我們是否能揭開這顆失落行星的全貌?這個問題,仍需未來的科學探索來解答?