月球形成理论再添新证据，45亿年前的残骸，如今被发现

自古以来，每一个仰望夜空的人，几乎都曾经思考过一个问题：我们头顶上的月亮到底从何而来？

在现代天文学建立之前，人们更多地是利用神话和传说来进行解释。随着现代科学的建立，人们意识到了月球不过是一种叫做卫星的天体，于是从天文学的角度来进行思考。

为了解释月球的形成，科学家们提出过许多的假说，比如同源说，也就是月球和地球在同时同地形成；还有俘获说，认为月球原本是独立的天体，后来被地球的引力俘获；到了现在，最广为接受的说法，就是所谓的忒伊亚假说。

忒伊亚假说认为，在大约45亿年前，也就是包括地球在内的整个太阳系刚刚形成时，当时的太阳系还非常混乱，天体四处乱窜。在那个时候，有一颗叫做忒伊亚的行星撞上了地球。这颗忒伊亚行星体积很大，和火星差不多，因此这次碰撞的威力非常恐怖，将地球炸碎。当时有大量的碎片被炸到太空中，它们在引力作用下形成了一颗新的天体，这就是月球。

这个想法看起来大胆，并且并没有太多特别牢固的依据。而最近，来自于亚利桑那州立大学的科学家们在地球的深处，疑似发现了当初忒伊亚撞击地球时留下的残骸。如果这个身份得到确认，那么月球形成之谜或将画上一个完美的句号。

本次研究的领导者是该校助理研究员Qian Yuan，他在向地球深处发射地震波的方式，发现了这个神秘的结构。我们知道，地震波是科学家们研究地质结构的重要手段，通过地震波的传播速度，可以了解地球内部的构造。

就是在这个过程中，他们发现在非洲和太平洋下方，地震波在传播到一定位置的时候，速度就会变得非常非常慢。这意味着，这里有一片相当密集的区域，比周围环境密度更高，他们将这两个块状结构称为大型低剪切速度省（LLSVP）。早在2016年的时候，研究人员就已经发现了这个结构，当时还绘制了下面这张动画来描绘其大小。

（图片说明：2016年的研究中绘制的动画）

研究表明，大型低剪切速度省就处于地幔的深处，其中最深处在地表以下约2900公里的位置，已经很接近地核的外核了。据分析，这里的密度比地球其他地幔的密度高了1.5%-3.5%。同时，这里的温度也比普通地幔更高一些。

不仅如此，这片区域的体积也相当惊人，高度接近1000公里，而宽度甚至是高度的2-3倍，更加惊人。Yuan形象地比喻道：“从体积方面来讲，它比珠穆朗玛峰还大了几百万倍！”

研究人员形容：如果能够透过地壳和地幔去审视地球其余部分，会发现这两个结构就像是两只巨大的手，紧紧地捧住了地球。

想要研究这片区域，并不是一件容易的事，毕竟它们的位置太深了，几乎触及地核了。不过，科学家们还是找到了研究方法。研究表明，从冰岛和萨摩亚两地的一些火山中所喷射出来的岩浆，就很有可能是来自于本次研究的大型低剪切速度省。通过对这些岩浆的分析，研究人员可以更好地了解这些深深隐藏在地表以下的神秘结构。

在2019年的时候，就已经有研究表明，这些火山的羽流中的确有一些元素是来自于大约45亿年前。这就非常引人注意了，因为这正是科学家们推测的忒伊亚撞击地球的时间。

看起来，我们获得了忒伊亚假说的重要证据，月球的形成之谜或将尘埃落定。不过，这也需要更多的研究来证明，因为我们现在还不能完全确定它们就是来自于忒伊亚。

Yuan指出，目前还不能排除它们是地壳中密度较大的块状物，在漫长的岁月里逐渐下沉到地幔深处的。但同时，它的确很可能是来自于忒伊亚的。如果忒伊亚富含铁元素，就会有比较高的密度，那么在撞碎地球后它的确就会沉到地球深处，并且能够独善其身，而不与周围的地幔物质相混合。

另外，即便忒伊亚撞击地球的事件被证明了，但其中仍然还有一些问题有待讨论。月球的形成只是忒伊亚撞击地球的其中一个结果，至于忒伊亚和地球到底发生了怎样的变化，目前还有待研究，其中三种理论比较重要——

在忒伊亚撞击地球后，两颗行星都粉身碎骨，最终内核融合在了一起；
2018年的时候有人提出，撞击事件发生后产生了极其惊人的能量，以至于两颗行星几乎都完全汽化，形成了一种名为synestia的结构，也就是一个完全熔融的岩石团块和一个汽化了的岩石团块。最后它们在引力的作用下凝聚起来，形成了地球和月球；
还有一种可能，那就是忒伊亚并没有融入地球内部，而是在撞击了地球之后逃离了事发现场。这种说法也早已有之，甚至有人用这种理论解释天王星转轴倾角达到97°的谜题。总之，在这种说法中，忒伊亚和地球虽然都没有完全摧毁，但也遭受重创，大量的碎片溅到太空中形成了月球。考虑到月球的成分和地球高度相似，即使这种情况是真的，那么它含有的忒伊亚行星物质的量也应该是相当少的。