巨大撞擊標誌著行星形成的末期

原文標題：End of planet formation marked by giant impacts

作者：Dr Emily Baldwin 原文來自：Astronomy Now Posted: 2010.12.10

編譯：YuNanhua 審校：Linq （編譯版權所有，文章有刪節，未經許可請勿轉載。）

最新研究提出，超過45億年前，在行星 形成的 最後階段，大質量天體的 撞擊把金屬元素帶入了地球、月球和火星 的 幔。

很難描述內太陽系 行星 的 早期形成歷史，因為大多數證據都被撞擊和地殼循環，例如通過板塊運動，而被消除掉了。但通過研究阿波羅宇航員從月球帶回的 月岩，以及火星 的 隕石，並和行星 形成的 計算機模擬相結合，有可能建立這個動蕩時期的 圖景。

45億年前內太陽系 的 巨大碰撞標誌著行星 形成階段的 末期。影像提供：Lynette Cook for Gemini Observatory/AURA.

在這項新研究中，太陽系 動力學家和地球物理以及地球化學模型製作者協力探究內太陽系 行星 是如何形成和演化的 。他們預報，在行星 形成階段的 末期，和地球碰撞的 最大撞擊天體的 直徑在2400到3200公里之間，和月球碰撞的 天體直徑在240－320公里之間。

科學家已經知道，月球可能是火星 大小的 天體和地球之間的 巨大碰撞引起的 ，這次事件不可避免地導致了核形成的 最後階段以及地球和月球上的 全球岩漿海洋。然而，這個巨大撞擊假設如果正確，地質學家將預期金屬元素諸如金、鈀、鉑和銥元素和鐵元素一起被束縛在核中，導致這些天體的 岩態殼和幔中沒有這些元素。

然而，馬里蘭大學的 Richard J. Walker說，「對建模者來講最大的 問題是這些金屬根本沒有缺失，相反相當豐富。」

然而有一個方法可以繞過這個難題。科學家提出，鐵元素確實在巨大撞擊事件中從幔中被剝離，但後來被來自其它大天體的 撞擊重新補充了。為了和觀測相符，這些後來的 撞擊天體將不得不鈀地球質量的 0.5%帶入地幔。

計算機模擬顯示這有可能發生，如果行星 形成的 最後階段被幾個巨大的 撞擊天體主導，和冥王星 大小相仿的 天體撞擊地球。這些大型的 小行星 可能起源於從行星 形成的 初始階段留下的 較小岩態天體之間的 整合，從而形成了這群較晚期出現的 大型撞擊天體。

「這些撞擊天體被認為足夠巨大，足以產生觀測到的 金屬元素的 富集，但還不那麼大，它們分裂的 核不足以和行星 的 核匯聚在一起，」西南研究所的 William Bottke說。「它們可能代表了撞擊這些世界的 最大天體，因為巨大的 撞擊形成了月球。」

如此巨大的 撞擊可能造成了地球自轉軸的 傾斜，也產生了月球和火星 上的 已知最大的 盆地。例如，預期撞擊火星 的 最大撞擊天體為1500－1700公里寬，足以剝離大部分北半球地殼並形成火星 的 半球二分性。在月球上，2600公里寬的 南極埃特肯盆地是撞擊月球的 最大天體產生的 。

「請記住，地－月系 統因為一次隨機事件而存在，隨機事件起初是劇烈的 ，現在認為大撞擊事件在行星 形成的 最後階段是普遍的 ，」Bottke補充道。「我們的 最新結論提供了額外的 證據表明，巨大撞擊帶來的 效應沒有隨著月球形成事件而終結。」

（全文完）

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