從地幔內遠古地球發出「喧嘩與騷動」的回聲

科學家確認了一個有爭議的事實，古老地球埋藏在「新地球」的地幔之中，人們彷彿聆聽了古老地球傳來的回聲，它在告訴人們，在遠古的地球時期發生了一段驚心動魄的大撞擊故事，「新地球」和月球組成的地月系是在古老地球發生大撞擊之後形成的。一個科學家小組相信，從地球深處接收了有關同位素比值的數據，這些信號也許預示了遠古地球和另一個太陽系的行星發生了大撞擊，古老地球在大撞擊之後存活下來，另一個行星尺寸的天體消失了，取而代之的是月球的誕生，這意味著月球誕生在一個動蕩不安的天文年代。科學家過去沒有很好地解釋同位素比值的數據，這些數據信號也許代表了倖存的遠古地球發出的回聲，向人們透露了大約45億年前發生的大撞擊事件，在加州薩克拉門托最近召開的歌德施密特會議上，科學家宣布了他們的研究成果。

目前，地月系形成的主流理論支持了一種觀點：月球在45年前形成，那時的古老地球和一個火星尺寸大小的行星發生了「硬碰硬」的撞擊，火星尺寸的天體是從太陽系中消失的行星「提亞」，根據目前被普遍接受的理論的解釋，古地球和「提亞」發生了大撞擊，在撞擊過程中產生的熱量將整個古地球和「提亞」融化了，大撞擊留下的碎片逐漸地冷卻下來，在地球周圍凝結、旋轉，最終形成了人們看到的今日月球。現在，哈佛大學的科學小組提出了新的見解，大撞擊過程中的部分地球被高溫融化了，沒有被高溫融化的古老地球「保存完好」，它隱藏在今日地球的地幔之中。科學小組的主要研究人員，哈佛大學的助理教授蘇喬伊·穆霍帕迪亞解釋說，從古地球和提亞的大撞擊過程中產生了巨大能量，它們足以融化整個行星，但是，他們在研究中發現，大撞擊產生的能量在古地球撞擊面的分布並不均勻，這可能導致了部分熱熔效應的發生，古老地球被撞擊半球的主要部分徹底融化，另一個半球遺存下來，它沒有經歷完全融化的過程。

科學小組的成員提出了惰性氣體同位素比值的主要證據，惰性氣體散布在地球深處的地幔，通過比較地幔的同位素比值和靠近地表的惰性氣體同位素比值，他們發現，地幔淺層區域的氦3和氖22的同位素比值比地幔深處的當量比值明顯要高，兩組數值的差異證明了，地球的融化過程在大撞擊之後並不均勻。穆霍帕迪亞教授的解釋說，兩大行星的巨大撞擊沒有導致地幔物質的徹底融合、或沒有出現一種地幔「岩漿海洋」的景象。科學小組提出了另外的證據，他們分析了氙129的同位素比值，氙129物質成分被認為埋藏在從地幔的深處，它們通過地幔的熱柱作用被帶到了地表，在靠近地表的區域，氙129的同位素比值更高，比如：在大洋中脊存在玄武岩。氙129同位素是通過碘129元素髮生放射性的衰減而產生的，這些氙的同位素在地球歷史上打上了時間標識，它們標記了地球在它的第一個1億年的歷史中如何形成了古老的地幔。

地球化學家指出，惰性氣體的同位素比值在地球不同部位的分布不同，同位素元素分布的不同需要得到人們的解釋，他們對「新地球」的解釋建立在新發現的基礎上，古地球和另一顆行星尺寸的天體發生了極具破壞威力的大撞擊，這在地球地質史上是一個最大的物理事件，被撞擊之後的早期地球沒有徹底融化，從而不會形成同位素惰性氣體的均勻分布，新的證據挑戰了人們過去對地球行星的形成和巨大撞擊能量的科學認識，如果哈佛大學科學小組新的地月理論被證明是正確的，那麼人們似乎聆聽了古老地球傳來的迴響，沒有被行星大撞擊消滅的古老地球在撞擊發生之前一直存在。卡耐基研究所的理查德·卡爾森教授曾經擔任過地球化學協會的主席，他相信令人興奮的發現成果增加了有關地球如何形成的證據，新的證據建立在觀測基礎上，它們不是科學家「合理想像」的產物，地球行星在早期經歷了一場生存與毀滅的大撞擊，古老地球發生了「驚天動地」的燃燒和震蕩，它在大撞擊事件之後存活下來，在漫長的地質年代中演變為生機勃勃的今日地球。地球科學小組最新的證據為人們展示了地球物理學和化學的新視野，讓人們懂得了什麼是發生的事實，什麼是沒有發生的猜測。

（編譯：2014-6-12）

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