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地球贵重金属来自45亿年前外星撞击
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2015年12月28日
核心提示:博特科说:“这些贵重金属的大量存在的确非常令人惊奇!人们曾对此置疑,它们是如何形成的,这一争论持续了近十年。”一种可能性是嗜铁体在星体内核形成之后……

12月26日消息,一项最新研究表明,大约45亿年前,地球、月球和火星曾遭受巨大星体碰撞,在这一梦魇时期,却为这些处于形成过程中的星体带来了珍贵的黄金、铂等贵重金属资源。

45亿年前,正值太阳系行星形成的最后阶段,体积有冥王星大小的星体碰撞地球,之后地球又遭受一颗火星大小星体的碰撞。碰撞月球和火星的星体则略小一些,却仍对它们构成毁灭性打击。在这个猛烈碰撞时期,很可能导致地球的轴心偏离10度,但同时向地球表面送递了大量的黄金和其它贵重金属,同时很可能对月球带来了大量的水资源。美国科罗拉多州西南研究学会的比尔.博特科说:“我们可以使用这些信息揭示地球、月球和火星的最大发育期。”

大量黄金、铂等贵重金属之谜

黄金、铂、钯等金属元素被称为“嗜铁体(siderophile)”,它们非常倾向于铁,因此它们应当伴随铁进入地球内核,月球和火星在形成过程中,在地幔和地壳层中留下接近空虚的结构。然而,嗜铁体在这些星体表面却大量存在着。

博特科说:“这些贵重金属的大量存在的确非常令人惊奇!人们曾对此置疑,它们是如何形成的,这一争论持续了近十年。”一种可能性是嗜铁体在星体内核形成之后通过星子假说的碰撞过程实现快速补充,它们促进了星体的完全形成。博特科和同事们更倾向于这一解释,他们在这项最新研究中梳理出多种证据进行支持,他们还计算出关于这一星体碰撞时期的数据。

星球创伤模型

为了计算黄金、铂和其它嗜铁体的广泛存在性,星体碰撞需要向地球地幔带来0.5%的地球质量,向火星带来近5%的火星质量,向月球带来近600%的月球质量。使用数字模型,研究小组可以确定是否此次碰撞是由一系列较小的巨大太空岩石造成的。博特科说:“碰撞地球、月球和火星的星体,都富含贵重金属元素,并且这些星体的质量都非常大。”

研究结果显示,碰撞地球的最大星体直径可达到2414-3219公里,碰撞火星和月球的最大岩石星体直径分别为1609公里和322公里。在月球碰撞中,碰撞星体为月球带来了大量的嗜铁体元素和水资源。这一碰撞时期大约在45亿年前太阳系行星形成的最后阶段,在地球遭受最猛烈碰撞的数千万年中,一颗类似火星大小的星体碰撞地球,可能形成现今的月球。

其它证据

研究人员称,这项研究结果源自该数字模型和其它支持性证据。例如:一些理论模型描述星体碰撞的形成和演变,暗示着较大的星体有效地吞噬了较小的星体,并残留了贵重金属元素。类似的这些贵重金属元素存在于小行星带,最后存在的碰撞星体消失在太阳系内部。博特科说:“这些体积的星体分布明显在我们的数字模型预计范围之内。”一些科学家认为,假设火星巨大的伯勒里斯盆地(Borealis Basin)的确是一个碰撞陨坑,一颗1600公里直径的碰撞星体正好符合。

这一系列星体碰撞连续在一起,将进一步促进地球、月球和火星的形成。博特科说:“我们有大量不同线索的证据表明这一过程是真实发生的。”

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