地球月球如何形成？讀懂地月形成的「甜甜圈」理論

自從猿類覺得直立行走是一個相當不錯的主意時，月亮便成為了與各種神話傳說和受人尊敬的神靈相關的主角，滲透到多種文化之中，幾乎每一個文明都有著對於月亮的痴迷之情。它懸掛在天空中，使星星變得渺小，並在每個月的循環中交替變化。更重要的是，在這茫茫的黑暗宇宙之中，月球是人類唯一涉足的地球之外的地方，是我們曾經到過的離地球最遠的地方。

能夠仰望星空的人分享了這種迷戀。月亮就在那兒。我們無法看到每個人都在談論的月亮上的那個人，那是另一個世界，但離我們很近，我覺得我們可以「觸碰」到它。這些天，月亮讓科學家為之著迷的原因是完全不同的。在其規則的軌道和斑點的表面上保存著地球形成的線索，告訴我們地球怎麼成為我們所知和所愛的星球。行星的形成是一種巨大的天體運動。這些行星形成於太陽周圍的氣體和塵埃中，在那裡塵埃相互碰撞，形成「石子」，然後「石子」聚集在一起，形成數百公里寬的星球「胚胎」。

這些行星中最大的行星要比周圍的小的行星長得更快，並將它們的鄰居行星吞噬，最終形成原始的行星。行星形成的最後階段是這些最大的天體碰撞在一起的時刻。兩個大小相似的行星之間的碰撞是巨大的，它蒸發了百分之幾的撞擊物體，其餘的大部分都融化了，這是月球誕生時的那種世界末日般的碰撞。根據大多數教科書上的說法，撞擊地球的行星大小相當於火星，撞擊不是一瞬間完成的，而是緩慢的擦肩而撞，兩者相撞後物質螺旋狀拋向太空，形成一個圍繞地球的熔岩盤。

這樣的模型是基於這樣的假設:地球和月球的角動量（物體旋轉的劇烈程度）是相同的，不過剛開始月球離地球更近。然而，2012年這一切都改變了。研究表明，地球和月球的自轉劇烈程度在其歷史上可能會更高一些。這導致了一系列其他潛在的月球形成理論的出現，從兩個相等大小的星體碰撞理論到一個小的星體，從一個已經快速旋轉的地球分離的理論，這是行星科學爭論的開始。

科學家莎拉·斯圖爾特(Sarah Stewart)，對地球和月球形成的模擬結果感到困惑。於是進一步研究，發現行星和環繞其的物質圓盤在某種程度上被擠壓在一起，才更符合月球和地球的形成機制。這是非常不同以前的地月形成理論。

莎拉所模擬的撞擊使地球旋轉得如此之快，蒸發得如此之多，以至於中央的身體急劇膨脹，其外邊緣的旋轉速度幾乎和衛星在軌道上的速度一樣快。但此時地球的球體是連續的，從地球的核心到成千上萬公里以外的地方是無縫的，就像一個中間凹陷邊緣凸起的甜圈麵包。

傳統理論認為，火星大小的地外行星以低速撞擊地球，將外層蒸發成一個環繞地球的物質盤，最終聚合形成月球。新理論認為，高速撞擊可能使地球變成了一個類似上圖的物體——不是星球和圓盤，而是一體的「聚合物「，就像麵包圈。

這個發現改變了我們對地球形成的理解。在形成過程中，可能會有好幾次，會變成地球的物體被轉化為一個膨脹的，由揮發物質和熔融物質組成的混合物體。這就決定了地球的核心是如何形成的，我們是如何獲得海洋和大氣的，也許我們的行星伴侶，月球，就是這樣形成的。

月球可以從一個聚合物開始，隨著它冷卻和凝結而形成，從而解決了許多關於月球構成和軌道的謎團。但是，這種星體形成機制不僅限於我們的太陽系，甚至不局限於像地球這樣的岩石行星。幾乎任何行星都可以這樣形成，在遙遠的星系中，潛伏著，等著我們去發現它們。

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