製作月球：研究月球形成的新故事

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】西蒙·洛克想改變你對月球的看法。哈佛大學地球與行星科學系的一名研究生，洛克是一項研究的主要作者，該研究表明月球不是從碰撞的餘波中分離出來——是由一種叫做「synestia」的巨大的、由多納特形狀的蒸發岩雲形成的。2月28日發表在《地球物理學研究雜誌:行星,是由莎拉·斯圖爾特(加州大學戴維斯分校),Michail Petaev(哈佛大學),佐伊Leinhardt(布里斯托爾),米婭梅斯(布里斯托爾),斯坦雅各布森(哈佛)、和Matija?uk(SETI)。關於月球是如何形成的普遍公認的理論是，火星大小的物體與原地球相撞並將物質送入軌道。那塊物質沉澱在一個圓盤上，後來形成了月球。撞擊後留下的屍體是地球——這是20年來的典範。

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這是一個引人注目的故事，而且可能也不正確。在規範的場景中，將足夠多的質量送入軌道實際上是非常困難的，而且可能會發生非常小範圍的碰撞。只有幾度的衝擊角度和非常窄的尺寸……即使這樣，一些影響還是不起作用。加州大學戴維斯分校的地球和行星科學教授斯圖爾特說：這項新研究解釋了月球的特徵，很難用目前的想法來解決，這是第一個能與月球組成模式相匹配的模型。更重要的是測試表明，地球和月球的同位素「指紋」幾乎相同，表明兩者都來自同一來源。但在典型的故事中，月球大部分是由碰撞後的兩個天體中的一個組成的。

但是地球和月球之間的相似之處也讓人們對月球的起源問題產生了疑問，它們之間的差異也是如此。試驗表明，在地球上相對常見的許多揮發性元素(如鉀、鈉和銅)中，月球的含量要低得多。這並不是一個好的解釋，人們提出了各種各樣的假說來解釋月球是如何以更少的揮發物來結束的，但是沒有人能夠定量地匹配月球的組成。洛克和他的同事們所描述的場景仍然以巨大的碰撞開始，而不是製造一種岩石物質的圓盤，這種撞擊創造了一個synestia。

這是巨大的，它可能是地球的十倍大，因為碰撞中有這麼多的能量，也許地球上百分之十的岩石被氣化了，剩下的是液體……因此從synestia中形成月亮的方式是非常不同的。它以一種「種子」開始——少量的液體岩石聚集在環狀結構的中心。當結構冷卻時，蒸發的岩石會凝結，並向synestia的中心降下。一些雨水流入月球，導致月球的生長。降雨的速度大約是地球上颶風的10倍。隨著時間的推移，整個結構會收縮，月亮會從蒸汽中出來。最終整個synestia濃縮，剩下的是一個旋轉的液體岩石，最終形成了我們今天所知道的地球。

整個過程發生得非常快，在短短几十年的時間裡，月亮就從synestia出現了，而地球大約在1000年後形成。更重要的是，它解決了每個問題的標準模型的月亮的創造。由於地球和月球都是由相同的蒸發岩雲產生的，所以它們自然會有相似的同位素「指紋」。與此同時月球上缺少揮發性的元素，可以解釋為月球形成了幾十個大氣壓和4000-6000華氏溫度。基本上這是第一個能夠解釋併發症的模型，並且能夠定量地解釋。這是一種截然不同的形成月球的方式。只是不認為衛星在另一個身體內部形成，但這似乎是發生了。

雖然該模型似乎解決了一些長期存在的關於月球創造的問題，這項工作仍處於初步階段，還需要做更多的工作來進一步完善這個模型。這是一個基本模型，已經計算了形成月球的每一個過程，並證明了這個模型是可行的，但是我們的理論有很多方面需要更多的審訊。例如當月亮在這個水汽中，它對蒸汽有什麼作用？它是如何擾亂它的？蒸汽是怎樣經過月球的?這些都是我們需要回去仔細研究的東西。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：哈佛大學

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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