地球內部發現的兩個巨大結構,可能是外星球殘骸?比珠峰高100倍

盡管科學家們如今已經發現許多關于太陽系的歷史,但地球的成因至今仍在探索中。

關于地球的謎題在于,地球的運動和早期的巖層變化為何與今天會有如此不同,另一方面則是地球內部的神秘活動,這究竟會是什麼呢?

現在一項新的研究表明, 地球早期或許有一部分來自外星球殘骸,這顆火星大小的行星在45億年前撞擊了地球,隨之誕生了月球,并在地幔深處留下了兩個巨大的結構。

地球在誕生之初究竟經歷了怎樣的變化?撞擊地球的行星又是怎麼回事?地球內部的結構是怎樣的形態?它們會對地球造成怎樣的影響?

本文將就 地球動力學地震學行星結構等多個方面來解答這些問題,接著一起來看看科學家們是如何發現地球內部這兩個巨大結構的,為何會說它可能是外星球殘骸?

地球深處的超高「山脈」

關于地球的誕生和起源經歷,這方面要從科學家研究行星動力學和地震學中說起。如果想要了解地球的整個形成過程,就必須仔細地從內部尋找答案。

2012年,科學家們在全球下地幔的地球和行星動力中建立了一個模型,這個模型是關于剪切速度在全地幔模型中的作用。

研究區域選在了非洲和太平洋 最下方地幔,這一部分的分析利用了地震層析成像。

隨后科學家利用這些數據整合發現,這兩處地區都有一個 特殊的結構,科學家將其稱之為 「大型低切變速度區」,簡稱 「LLSVPs」

非洲和太平洋地區的兩處都橫向延伸數千公里,并可能從 地核-地幔邊界一直垂直延伸1000公里,而 太平洋地區的LLSVP橫跨長度達到了 3000公里

如果將它們從地球深處延伸往上,可以輕松超過世界最高峰珠穆朗瑪峰,并且比它還要高出100倍。

同時,科學家還發現這些區域不僅在長度上表現夸張,涵蓋面積同樣廣泛, 相關區域的地幔涵蓋面積占據地球的6%

另外科學家采用了多種數學模型分析,以及地震學 全局斷層掃描模型

模型證明了通過剪切波速度,不僅 可以驗證LLSVP的既定位置,同時還能表現穩定的地幔對流模式

在地球動力學中,科學家一般會用地幔對流模型, 模型顯示相關的獨特材料會被卷起成為山脊或者堆積起來

如果在相關的建模中加入過去真實存在的板塊運動時,這些材料會掃入進與LLSVP當前位置十分相似的位置。

換句話說,地球過去的板塊運動會有更深層次的原因,并且極有可能受LLSVPs的影響。

但這樣的結構又是如何形成的呢?

外星球殘骸碎片

目前學術界針對LLSVPs的起源和持續存在還并不統一,它主要取決于它究竟是俯沖洋板的積累,還是外來因素導致,比如地球撞擊學說。

但近年來,科學家們越來越接受第二種說法,即撞擊假說。

天文學方面的相關研究讓科學家們一致認為月球是在45億年前,由一顆名叫 「忒伊亞」的小行星撞擊導致。

這顆如火星般大小的小行星撞擊了早期的地球, 與此同時,忒伊亞的碎片和地球的碎片結合,一部分形成了月亮,一部分組成了現在的地球。

如今新發現的兩處 LLSVP可能正是由此而來,這個說法已經提出就引來了許多爭議。

一方面它或許會推翻過去許多關于地球的相關研究,同時它也證明現在的地球有部分可能來自外星球的殘骸。

至于忒伊亞去哪兒了,科學家并不知道。

坦佩亞利桑那州立大學的地震學家表示,地震產生的地震波在穿過地層時會遭遇突然減速,這表明它們比周圍的地幔巖石更致密,并且有不同的化學性質。

相關的研究表示,大型低切變速度區可能是地球原始巖漿在海洋深處的結晶,或者說它們是原始地幔巖層的高密度水坑。

這一部分在月球的形成過程中,雖然受到撞擊,但最后還是得以保留。

基于新的同位素研究和模型表示,亞利桑那州立大學的研究人員認為,LLSVP是由外星球撞擊了地球內部所導致。

來自冰島和其他島嶼的相關證據表明,從月球撞擊形成以來,LLSVP就已經存在。

加州大學的地球化學研究成員認為這很有可能。

因為相關的地震研究在其他島嶼地區的熔巖處發現了含有放射性元素的同位素記錄,而這些元素的歷史十分古老,至少是在地球正式形成前的1億年里形成的。

其他島嶼發現的同位素

就目前的相關研究而言,LLSVP起源于板塊構造較為人們所接受,這項研究結果主要來自中國地質大學以及相關的多個海洋地質研究所。

根據他們的研究和假設,由于歷史上 堆積的俯沖洋殼逐漸積累了LLSVP

相關的證據來自于大洋中的玄武巖化學分析,科學家們認為,同位素確實可以通過淺層、地表和近地表的俯沖運動來解釋。

俯沖陸源沉積物可以促成具有較高的同位素鍶87、86,以及 少量的釹海島玄武巖

洋島玄武巖(OIB)與洋中脊(MORB)之間的化學區別

盡管這類巖石和巖層中的同位素聚集和元素并不多,但相關的研究表明, 大洋巖石圈俯沖到下地幔,由于固態和液態的負浮力,俯沖到下地幔中的洋殼不會大量返回上地幔

而玄武地殼向下地幔轉移又是一個不可逆的過程,最后下地幔的元素逐漸富集在剩余的洋殼巖性中。

同時,在 下地幔的環境作用下,大洋中脊玄武巖巖殼會在俯沖板片中分離成致密的地殼。

最后沉入地幔底部,形成LLSVP,并在這種特殊的環境中保持著自身的形狀。

因此,綜合這方面的研究以及相關論述,地球誕生于外星球殘骸才會引起如此大的爭議。

那麼關于這些,持有相同論點的科學家們又是如何證明的呢?

撞擊而來的地球

前面我們有提到行星動力學的相關研究認為了這種可能,另一方面證據則來自于月巖的研究。

科學家在對月巖的研究中發現,月球環境干燥無水,有一方面是因早期的形成過程所導致。

大碰撞假說中,地球在碰撞之后,水這樣的揮發物會蒸發逃逸,由一圈密度較小的巖石會先被拋出碰撞,最后合并成月球。

阿波羅月巖研究表明,月球樣本中的輕氫含量遠高于地球巖石中的含量。

相關的研究表示,如果要捕獲并保留這麼多的輕氫,那麼撞擊的星球一定非常巨大,同時也非常干燥。

因為在太空的形成過程中,自然富含重氫的任何水都會提高整體氘含量。 這樣的行星會分裂成具有貧鐵的核心,以及富鐵地幔的地層,它們的密度會比現在地球上的高出2%~3.5%。

氫的三種同位素

為了應驗這種說法,科學家模擬了忒伊亞的模型。相關的模型表明,在碰撞完成之后,忒伊亞的核心很快便與地球核心合并。

模擬同時也表明忒伊亞的高密度巖層最終在地核附近堆積如山,這與之前的阿波羅月巖中的氘元素研究證據完全吻合。

此外,忒伊亞的模型已經被認為是火星般大小,這也能解釋為什麼LLSVP會有這麼大的規模,只有大質量的小行星才能造成這種后果。

總體來講,亞利桑那大學的各種研究都表明地球形成可能來自外星球殘骸。

不過相關的研究仍在繼續,由于目前的爭議還較多,部分科學家還不認同這種說法。

因為阿波羅樣本中沒有一個能夠直接表明它是未受到改變前的地幔巖石。

從這一點來看,未來我們在月球上的樣本采集,以及南極最大撞擊坑中的采樣或許能夠揭示它們。

至于地球究竟是怎麼形成的,只有等待時間來告訴我們答案了。

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