撞你沒商量！多顆衛星撞擊原始地球 最後只剩月球

原始地球經歷過數次大碰撞，軌道周圍形成多顆小衛星。研究發現這些小衛星可能最後撞擊了地球，最後只剩下月球陪伴地球左右。

藝術概念圖，45

億年前原始地球與原行星「忒伊亞」相撞

撞你沒商量

幾十年來，科學家一直思索地球為何只有月球這一顆衛星相伴。有人認為月球由離心力剝離或者被地球引力俘獲的物質形成，但科學家普遍相信月球在大約45億年前的一次撞擊後形成，當時火星大小的天體「忒伊亞」撞擊原始地球。這一理論被稱之為「大碰撞說」。

原始地球經歷過數次大碰撞，軌道周圍形成多顆小衛星。這些小衛星最後都去哪了？根據一支國際科學家小組進行的研究，這些衛星可能最終都撞向了地球，最後只剩下月球。研究論文《衛星墜落：地球與以往衛星的碰撞》於最近在線發表，目前正接受《皇家天文學會月刊》的評審。此項研究由以色列理工學院博士後研究員烏里·馬拉姆德帶隊，其他研究員來自德國蒂賓根大學和維也納大學。

藝術概念圖，小行星和彗星將水帶到原始地球

如果在與「忒伊亞」相撞前原始地球遭受多次大碰撞，結果將會怎樣？馬拉姆德等人對這個問題進行了研究。研究顯示這些撞擊能夠形成質量不及月球的小衛星，與原始地球以及此前形成的任何小衛星之間發生引力交互。這些小衛星要麼合併，要麼被驅逐出地球軌道，要麼墜落地球。馬拉姆德和他的團隊對最後一種可能性進行了分析。在此之前，科學家從未進行這種研究。

影響地球演化

小衛星撞擊對地球的地質史和演化產生深遠影響。馬拉姆德在接受「今日宇宙」網站採訪時表示：「根據當前的行星形成理論，多岩行星發育的後期伴隨著行星胚胎之間的數次大碰撞。撞擊形成了一個巨大的碎片盤，盤內的碎片最後凝聚成衛星。正如我們在此前論文中強調的那樣，鑒於這些撞擊和衛星演化的速度，地球周圍曾出現多顆衛星，它們之間的交互作用最終導致衛星墜落。這是當前行星形成理論無法逃避的一部分。」

藝術概念圖，兩顆多岩天體發生相撞

由於地球是一顆地質活躍的行星，加之厚重大氣層導致自然風化和侵蝕，地球表面隨著時間推移發生巨大變化。鑒於此，科學家很難確定地球最早期階段的遭遇產生何種影響，例如46億年前開始，40億年前結束的冥古宙時期。

為了驗證冥古宙是否發生多次對撞，形成最終墜落地球的小衛星，研究小組進行了一系列光滑粒子流體動力學模擬。此外，他們還考慮了不同的小衛星質量、對撞角度和原始地球的自轉速度。基本上，如果小衛星墜落原始地球，它們將改變地球的轉速，最終導致了當前的自轉周期（23小時56分鐘4.1秒）。

衛星墜落 只剩月球

根據他們發現的證據，雖然大型天體直接撞擊的可能性並不存在，但可以發生大量擦邊/潮汐力碰撞。撞擊導致碎片被拋入大氣層，形成了彼此間發生交互作用的小衛星。馬拉姆德解釋說：「我們的研究結果顯示衛星墜落髮生後，衛星物質在地球上的分布並不均勻。

遠古火星藝術概念圖，即將與一顆小行星相撞

因此，這種對撞會導致不對稱和構成不均。我們在論文中闡述了衛星墜落的可能證據。衛星墜落能夠解釋地球岩石中高度親鐵元素同位素的不均一性。這種撞擊能夠在地球上形成大規模結構。我們認為這種撞擊與地球最早期的超級大陸形成有關。不過，這只是我們的猜測。由於地球在隨後發生的地質演化，我們很難證實這一推測。」

這項研究對當前流行的大對撞說進行了延展。根據大對撞說，月球在太陽系誕生後1000萬至1億年間形成，當時的多岩行星仍在形成之中。在這個時期的最後階段，這些行星（水星、金星、地球和火星）據信主要通過與大型行星胚胎對撞而不斷生長。在此之後，月球在地月潮汐交互的影響下不斷演化，向外遷移到當前位置，一直逗留至今。不過，這一設想並未考慮「忒伊亞」駕臨以及地球的唯一衛星形成前發生的撞擊。

未來將再度上演

馬拉姆德和他的同事指出如果將月球形成前的潛在撞擊考慮在內，科學家便可描繪出一幅完整的地月演化圖景。此外，這些發現也有助於研究太陽系的其它行星和衛星。馬拉姆德表示科學家已經發現了引人注目的證據，證明大規模撞擊影響行星和月球的演化。

火衛一「弗伯斯」

他說：「在對其它行星進行研究時，我們發現了巨型撞擊造就行星尺度地質特徵的證據，例如火星分界線以及可能存在的冥衛一地表分界線。這些特徵一定由大規模撞擊所致，但小規模撞擊也足以形成次全球行星特徵。衛星墜落是這種撞擊的天然前身，但我們不能排除小行星上演的其它大型撞擊造成類似結果的可能性。」

在遙遠的未來，這種撞擊可能再度發生。根據當前對火衛一運行軌跡進行的估計，火衛一最終將撞擊火星。雖然規模無法與造就地球小衛星和月球的撞擊相提並論，但這種對撞卻是一個直接證據，證明過去曾發生衛星墜落，未來還將再度上演。

早期太陽系災難頻發，充滿暴力色彩，猛烈的撞擊造就了大量天體。如果能夠進一步了解這些撞擊如何影響多岩行星的演化，我們便可加深對有生命行星如何形成的認知，進而幫助我們搜尋有生命存在的系外行星。

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來源：

https://www.universetoday.com/139170/how-many-of-earths-moons-crashed-back-into-the-planet/

翻譯：牛樹軍

責編：MY

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