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巨大行星撞击形成月球 并将火星生命带到地球

2013年11月14日 07:24
来源:凤凰科技

这幅艺术家概念图描绘了2009年美国宇航局斯皮策太空望远镜观测到行星撞击产生的残骸,这让人不禁联想到创造月球的一次相似灾难性撞击事件。

凤凰科技讯 北京时间11月14日消息, 美国生活科学网站报道,几十亿年前,地球的大气层是不透明的,地球表面是一片广袤的岩浆海洋,完全没有生命的迹象。由美国斯坦福大学地球物理学教授诺曼·斯利普(Norman Sleep)提出的这一场景描绘了45亿年前,早期地球在被行星大小的天体灾难性撞击后的情景,这张撞击还形成了月球。月球一旦完全形成,它将看起来比现在更大,因为它距离地球更近。

几亿年后,斯利普补充道,首批生命形式出现,很可能是搭乘来自火星的岩石快车。这一情景曾被斯利普展示在皇家协会会议上,演讲的题目是月球的起源。细节描述斯利普的研究被递交到研讨会的论文集里。

尽管该理论的很多元素已经存在了一段时间,但斯利普的合成“就像将一些已知的碎片和推测性的碎片拼凑成七巧板,产生了新的画面,”美国加州理工学院行星科学教授戴维·斯蒂文森(Dave Stevenson)这样说道,他并没有参与这项研究。

产生的新观点之一便是在形成月球的大撞击后,地球是如何冷却到适合生命进化的温度。斯利普称这个过程发生在冥古宙时期,也就是40亿至45亿年前——在最初有机体产生之前,更是早于复杂的生命形式,包括恐龙在地球上漫步之前。而那时的地球与我们现在看到的蓝色星球大不相同。

灼热的世界

相反,当时整个地球非常炙热,熔化了内核,后者是熔化的岩石和液体的混合物。没有生命能够忍受这高达2000摄氏度的极度高温,液态水也无法形成。当时的地球大气层也更重,它的质量相当于现在的海洋,它推压地球表面的压力为100,相比之下,现在地球表面的压力为1。此外地球大气层还不透明——你几乎看不到什么,云层覆盖了一切,斯蒂文森这样说道。

在云层之下,岩浆海洋在摇摆,部分熔岩被潮汐推动,斯利普这样认为。潮汐引力是因地球和月球之间的相互吸引力造成的,且比现在的引力要强的多,因为那个时期月球距离地球非常近。潮汐持续的搅动海洋,导致地幔失去热量,这个过程类似于搅拌一碗热汤。一旦从地球深处释放,热量将被围困在地球,然后被厚厚的不透明原始大气层所抑制。

热量只能在所谓的云顶温度层——那里的温度将与现代高山顶端温度相当——逃离行星。但在最初的1000万年间,温度比现在高很多,斯利普说道。

地球和月球之间的相互引力导致的能量丢失也使得月球逐渐远离,这也进一步导致潮汐引力越来越弱,因此熔岩被搅动的也更少,地球的地幔逐渐开始固化。“虽然在地球最外端还有部分熔化的泥浆存在少量液体,但中间层是糊状的,最深处的地幔已经开始固化。” 斯利普说道。“火山岩浆可能仍然持续向上涌和喷发,并在顶部冻结,然后又以一整块千米大小的块状物沉回地球深处。”

逐渐的,内部热流不再主宰整个气候,地表的温度也开始下降,热量最终能够逃离大气层。

生命源于火星?

闷热的温度和围困的热并不是生命出现所面临的唯一障碍,斯利普说道。另一个问题便是原始大气层内二氧化碳的大量存在。二氧化碳并不会溶解在熔岩里,因此它会在岩浆海洋里往上冒泡,从而产生所谓的逃逸温室效应,斯利普说道。如果地球要变得可居住,那么大部分二氧化碳必须消失。

斯利普表示,大约44亿年前冥古宙晚期当板块开始运动时,这一活动才逐渐开始。随着板块的移动,二氧化碳在一个名为俯冲的过程中开始进入地幔,这一过程是指其中一块板块移动到另一块之下并沉入地幔层。

那时液态水海洋也开始浓缩,一旦地球足够冷却,且大部分二氧化碳安全的进入地幔层,生命才开始出现,斯利普说道,其中的契机便是生命从火星来到地球。

“我们知道39亿年前生命已经出现在地球,但很早之前火星可能比地球更宜居,” 斯利普说道。“在几亿年的时间内,火星还不是一个令人讨厌的地方,它存在液态水。但如果生命在火星上进化,岩石会时不时被小行星撞飞,在某个时刻,来自火星的岩石可能撞击了地球。”

如果当时地球的环境恰好非常适合生命发展,那么火星岩石可能是地球上生命的最初开始。但这仅仅是一项理论,且能够被测试。然而,与地球不同,火星上存在古代地质记录,只不过对其进行检测非常困难。(编译/严炎刘星)

[责任编辑:杜苗] 标签:火星 月球 生命 生命起源
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