来自加州理工学院(Caltech)的研究人员提出,地幔深处的两个巨大结构,被称为大型低速省(llvp),是一颗名为忒伊亚的古老行星的遗迹。
这个天体被认为在数十亿年前与地球相撞,导致了月球的形成。
上世纪80年代,科学家们在测量穿过地球的地震波时发现了这些大小为月球两倍的llvp。这些波以不同的速度移动,这取决于它们穿过的物质,人们观察到它们在穿过这两个区域时明显变慢,一个在非洲下面,另一个在太平洋下面。
由此得出的结论是,这些区域的密度比周围环境大,可能是由于铁含量高。
这些神秘结构的起源几十年来一直是争论的主题。然而,最近发表在《自然》杂志上的一项研究表明,这些结构是忒伊亚的遗迹,这颗行星被认为是猛烈撞击地球的。
这次撞击被认为将忒伊亚的大部分吸收到年轻的地球中,形成了llvp,而剩余的碎片合并形成了月球。
地球物理学家、该研究的首席研究员钱源在2019年的一次关于行星形成的研讨会上有了一个“顿悟时刻”。他意识到富含铁的撞击物忒伊亚可能已经变成了这些地幔斑点。
Yuan和他的团队随后模拟了忒伊亚的化学成分及其对地球的影响的不同情景。模拟结果证实,碰撞的物理作用可能导致了llvp和月球的形成。
有趣的是,尽管受到了猛烈的撞击,忒伊亚的物质却聚集成两个不同的团块,而不是与形成行星的其他物质混合在一起。
研究人员的模拟表明,忒伊亚撞击产生的大部分能量仍然留在地幔的上半部分,这使得地球的下地幔比早期模型估计的要冷。这使得来自忒伊亚的富含铁的物质在筛到地幔底部时基本上保持完整。
研究人员的下一步是研究忒伊亚早期在地球深处的异质物质是如何影响我们星球的内部过程的,比如板块构造。
正如加州理工学院教授保罗·阿西莫(Paul Asimow)指出的那样,“认为llvp是忒伊亚遗迹的一个合乎逻辑的结果是,它们非常古老。”因此,了解它们的影响可以揭示地球最早的进化,包括第一块大陆的形成和现存最古老的陆地矿物的起源。