最新研究表明:地球的形成時間大約在500萬年內!

2020-12-05 騰訊網

太陽繫到底是怎麼形成的？形成一個太陽系需要多久呢？一個地球的形成又需要多久呢？這個問題一直困擾著科學家，然而這個問題的答案終於有了眉目！

根據一項新的研究發現，一些墜落在地球上的隕石塵埃的歷史揭示了地球的前身——原地球的形成速度比之前認為的要快得多。

對這種隕石塵埃的分析表明，原地球在大約500萬年內形成，這在天文學上是非常快的。換句話說，如果把太陽系存在的46億年全部壓縮成一個24小時的周期，那麼原始地球只需要1分30秒就形成了。

這一新發現打破了先前的觀點，即原地球是在越來越大的行星相互撞擊時形成的，這個過程需要數千萬年，如果把這一時間壓縮在24小時內，那麼地球的形成時間跨度中大約需要5到15分鐘，這是原先的觀點。

鐵同位素改寫了原始理論

而新觀點認為，行星是由宇宙塵埃的吸積形成的，在這個過程中，塵埃通過引力吸引越來越多的粒子。丹麥哥本哈根大學地球研究所恆星和行星形成中(StarPlan)的地球化學副教授席勒表示，從本質上講，我們是從塵埃開始的，即萬物都是從一個非常小的物質開始的。隨著吸積作用，毫米大小的粒子會聚集在一起，它們如雨點般落在正在生長的物體上，一下子就把地球變成了一個星球。

席勒和他的同事通過研究隕星塵埃中的鐵同位素，得出了這一發現。在觀察了不同類型的隕石中的鐵同位素後，他們意識到只有一種類型的隕石具有與地球相似的鐵剖面:CI球粒隕石，即石質隕石。其中「C」代表碳質，「I」代表Ivuna，這是坦尚尼亞的一個地方，在那裡發現了一些CI隕石。同位素是指具有相同質子數，不同中子數的同一元素的不同核素。例如：氫有三種同位素，H氕、D氘（又叫重氫）、T氚（又叫超重氫）；碳有多種同位素，12C、13C和 14C（有放射性）等。

研究人員說，這些CI球粒隕石中的塵埃是太陽系整體組成的最佳近似值。在太陽系的早期，像這樣的塵埃與氣體結合在一起，然後兩者都被輸送到一個圍繞著正在成長的太陽的吸積盤中。

隨後在500萬年的時間裡，太陽系的行星形成了。根據這項新的研究，原始地球的鐵核也在這個時期形成，隨後在原始地球的地幔中聚集了大量的鐵。最終，這顆原行星變成了我們今天所知道的地球。

來自火星隕石的線索

來自火星的隕石告訴我們，一開始，構成地球的物質中鐵同位素的組成與後來不同。研究人員說，這可能是因為初生太陽的熱量改變了它們。緊接著幾十萬年過去了，地球形成的區域已經變得足夠冷，使得來自更遠地方的未加熱的CI塵埃成為原地球吸積盤的一部分。

而如今我們又在地幔中發現了來自這些遙遠塵埃的鐵，這表明以前的大部分鐵已經被移到地核中。這就是為什麼地球巖心形成一定發生在早期的原因。

這項研究進一步否決了另一種觀點：即地球是由行星間的隨機碰撞形成的。很簡單，如果地球的形成是一個隨機的過程，你只是把物體撞在一起，那麼你永遠無法將地球的鐵元素組成與一種隕石進行比較。你只會得到所有東西的混合物，而不是這麼完美的比例。

推論

研究人員指出，這一新發現可能也適用於宇宙中的其他行星。從本質上說，這意味著其他行星的增長速度可能比我們之前認識到的要快得多。事實上，根據其他星系中數千顆系外行星的數據，已經有證據表明這種情況很有可能發生。行星的形成無處不在，因此當我們了解我們自己的太陽系的這些機制時，我們同意可以對銀河系的其他行星系統做出類似的推論。

這個過程甚至可以解釋在行星形成過程中何時以及多久會有水被吸積。因為如果早期行星吸積理論是正確的，那麼水很可能只是像地球這樣的行星形成的副產品，正如我們所知道的那樣，誕生生命的成分更有可能在宇宙的其他地方找到。而不僅僅是地球，你說呢？

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