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金子哪裡來?

一開始,地球是一團熔岩,因此較重的金屬會沉入地心。現在我們擁有許多證據,證明那不是想像;地球的確有一個鐵核。可是,地殼裡仍然有許多親鐵元素,包括白金(鉑)與黃金。
 
 
 
關於地球的來歷,18世紀法國的自然學者布豐是這麼想像的:起初,有一顆彗星掠過太陽表面,太陽受到擾動,迸出一團岩漿,結果形成了地球。

今天,科學家對於原始地球的想像,與250年前的布豐並無太大差異。那就是,一開始,地球是一團熔岩,即液態的岩漿,因此較重的金屬會沉入地心。現在我們擁有許多證據,證明那不是想像;地球的確有一個鐵核。可是,地殼裡仍然有許多親鐵元素,包括白金(鉑)與黃金。如果地球本是一團岩漿,所有親鐵元素應該都隨著鐵沉入地心,那麼現在地殼裡的貴金屬是哪裡來的?(親鐵元素包括鐵、鈷、鎳,以及銥、鉑、金,這些貴金屬的比重都接近鐵的3倍。)

根據流行的假說,地殼裡的貴金屬是地球形成之後由小行星帶來的,估計地球質量的1%是這麼來的。可是美國人登陸月球之後,卻發現月球岩石的組成與地球並不一樣。科學家估計當年月球遭遇的小行星撞擊,約為地球的1/20,但是月球岩石中的親鐵元素含量遠不及這一比率。因此,以小行星撞擊解釋地殼中貴金屬的來源,似乎不能成立。

現在有兩位行星科學家提出了一個新的假說,他們認為在太陽系形成之初,地球軌道附近仍有一些小天體存在,它們飛掠過地球或直接撞擊地球,為地球增加了1%的質量。地殼中的一些成分,例如貴金屬,是那些天體帶來的。這個假說的賣點是:它還可以解釋月球繞地軌道的現狀。

關於月球的來源,流行的假說是:有一顆火星大小的天體撞擊地球,使地軸傾斜;撞擊迸發的碎屑在地球赤道平面上形成月球,月球繞地軌道位於地球赤道平面。後來地球自轉速度逐漸變慢,月球緩緩遠離地球。也就是說,月球受到的太陽引力越來越強,於是月球繞地軌道平面逐漸接近黃道平面。但是現在這兩個平面仍有一夾角,大約5度。根據專家計算的結果,當初月球的繞地軌道必須偏離地球赤道平面,現在才可能與黃道面有那麼大的夾角。

根據新的假說,當初在月球繞地軌道附近曾有少數質量接近火星的行星接近。一方面,它們影響了月球軌道;另一方面,其中少數幾顆擊中地球,為地殼帶來了貴金屬。

參考資料
  1. Canup, R. (2015) The Moon's tilt for gold. Nature, 527(7579), 455-456.
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