地球还没降生,太阳系就碎过一颗“地球”了?

   日期:2019-09-30     作者:果壳    浏览:980    
核心提示:外太空的石块被地球的引力吸引,坠入地球表面。它们和地球一样,近乎同时诞生在太阳系的幼年里。统统迸溅在冰冷的宇宙中,直至亿万年后被地球引力场捕获,成为陨石。科学家测定了它的年龄,发现比地球还要老。考虑到陨石是破碎星球的碎片,它的存在,也就意味着在地球都还没形成的岁月里,太阳系某颗古老的星球上已经开始有火山喷发了。要知道,地球被称为“亿万年不息的蓝色水珠”,可不仅是因为它有生命,而是因为它有板块构造。

文章来自微信民众号:果壳(ID:Guokr42),作者:溯鹰,编辑:Steed,封面:视觉中国


所谓“一沙一天下,一花一天国”,在科学家的眼中,一粒沙有时刻真能让人窥见一个失踪已久的天下。


固然,确实来讲,并非真的一粒沙,而是一块编号NWA 11119的陨石。对这块陨石的研讨,革新了人类以往的认知。


这块岁数比地球还要陈旧的陨石,泄漏出了如许一个讯息:你们地球引以为傲的环境——那孕育了性命、自称举世无双的环境——在地球降生之前,能够早就涌如今其他星球上了。


流星的捐赠


所谓“陨石”,字面意义太甚简朴,不外乎是“天上殒落的石头”。外太空的石块被地球的引力吸收,坠入地球外表。在与大气层高速磨擦中,发光发烧,成为流星。如果石块充足大,在磨擦进程当中未被熄灭殆尽,那末落在地上,就成为了陨石。


陨石——流星的捐赠,太阳系初期演变的见证者 | meteorites.asu.ed


把陨石暗淡的外壳切开,将它磨成润滑的平面,它们那优美、邃密精美的组织,便可一睹真容。陨石的身分和组织,与地球上见到的岩石并不一样。


有的陨石以锥纹石和镍纹石为身分,像织毛衣一样,精密地编织着六边形的细长棱片;有的则以金属般闪灼的光芒为基质,基质里镶嵌着翠绿而通明的橄榄石;另有一些陨石则没那末美丽,芜杂的基质中,混杂着班驳的矿物球粒。


铁陨石的内部切面。锥纹石和镍纹石交切分列成工致的三角图案,称为魏德曼组织。这块陨石是陈旧星体的中间碎片 | catawiki.com


在地质学家眼里,这些奇特的身分和生疏的斑图组织,基本没法在相似地球外表的环境中发生。


比方锥纹石和镍纹石,只需在大型星球的最深处(即星核里)才熔造而成,只需那不可思议的高温高压,才将元素挤压成云云致密的晶体,并将晶体组装成交错划定规矩的阵列。


而那些富含橄榄石的石铁陨石,则有着地幔和地核交界处的特性。人们对这些物资进行了测年,发明大部分都组成在45亿~46亿年前,即太阳系劈头的时期。


石铁陨石的内部切面,晶莹的橄榄石晶体镶嵌在金属基质中。它来自于另一颗行星地核与地幔的交界处 | link2universe.net


因此,人们把陨石——这类天上落下来的有数小石块,和陈旧的星球残骸斗胆勇敢联络在了一同。这些在太空中茫茫漂浮的小石块,能够都是太始时期夭亡的原始星球的碎片。


它们和地球一样,近乎同时降生在太阳系的幼年里。厥后这些星球迸裂了,它们的星核、星幔、星壳…统统迸溅在严寒的宇宙中,直至亿万年后被地球引力场捕捉,成为陨石。


陨石劈头示意图 | ehman.org


陈旧的演变



但是,并非任何一个星球都可以具有成型的“核-幔-壳”三元组织。还是那句话,演变是特权,只属于体积较大的个别。


统统的行星——不管是早已灭亡的那些、还是幸存至今的八大行星,都是由小小的灰尘和石块凝结而成的。在严寒的宇宙中,小物件儿没有充足的保温才能去保持演变所需的热量。大部分时刻,只需大到足以组成球状的天体(即到达静力平衡态),才启动演变剧幕的第一章:行星分异。


这四个字席卷了天体演变的实质,它的内在却非常简朴:重的物资不停沉到底部,轻的物资不停浮向外表。


行星分异的进程,实在就是重的下沉,轻的上浮  | Smithsonian Museum of Natural History


在一团浑沌的太阳系原始星云里,有铁镁铝钙,另有氢碳氮氧,人人匀称而平等地散布着。但如果某处涌现了引力中间(即星球的球心),差别比重的物资就会在引力场的作用下,纷纭分列归位。


在这些主量元素里,铁最沉,因此沉到星球的球心,凝结成星核;而镁、硅和钙次之,因此组成地幔。末了剩下的那些缥缈的气体元素——碳氮氢氧,则组装成气体份子,组成星球的大气层。恰是由于云云,当人们在陨石里看到纯铁镍质时,方知它曾是大型星球的星核,而看到橄榄石最先在铁质基质里涌现时,则晓得这是星核向星幔过渡的部位。


即使激活了行星分异,但对大部分球形天体来讲,这第一幕,基本也就是终幕了。缘由很简朴:它们依然不算大。行星分异完成后,中间的热量也逐步斲丧得差不多了,它们从外到内逐步冷却,失去了继承演变下去的动力。


到末了,全部太阳系里能在亿万年标准下一路折腾至今仍活泼不息的固态行星,也就只剩地球和金星两个相依为命的姊妹,以及那几个抱着巨行星大腿,靠它们巨大的引力委曲续命的小小卫星们,比方木卫一、土卫二之类了。


木卫一Io,是太阳系里火山活动最频仍的星球,不过它的火山活动是由木星施加的引力潮汐力发生的 | NASA/JHU Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute


因此乎,本日这些星球上的环境,险些可以用举世无双来描述。


比方地球,身为太阳系体积最大的岩质行星,它的中间充足大、充足炽热,当完成行星分异以后,它进一步最先朝着“野心更大的天下”越走越远——热能从中间源源不停地向外逸散,终究传导到星球外表,令岩石圈胜利激活板块活动。


而另一方面,它们巨大的质量则将浓重的大气层紧紧吸附在外表,当阳光射进大气层,引发气候活动和风化作用,为环境的演变供应基本。在这些要素的综合使然下,它终究在几十亿年的演变进程中,酝酿出了性命和文化的奇观。


但那块编号NWA 11119的陨石,却把人们的认知完全革新了。它的涌现好像意味着,在太空中伶仃前行了亿万年才辛勤耕耘出的地球这个“独占新天下”,倏忽在汗青出发点涌现了一个“平行副本”?更细思恐极的是,它以至比地球的降生还要更早。



夭亡新天下


如果抛开它身为陨石的现实,只看NWA 11119的身分,地球人会以为它太甚亲热。不像别的陨石动辄是什么星核星幔的碎片,它是一块扔在地球上再一般不过的个别:一块火山岩,即火山喷发时凝结的熔岩。


可它的别的组织,却左证着它同时亦是一块如假包换的陨石。科学家测定了它的岁数,发明比地球还要老。考虑到陨石是破裂星球的碎片,它的存在,也就意味着在地球都还没组成的光阴里,太阳系某颗陈旧的星球上已最先有火山喷发了。喷发出的东西凝结在了当时那颗星球的地壳上。


厥后星球炸了,这火山岩就跟着它的星壳一同散落在宇宙中,一呆就是46亿年,末了落在地球上。


NWA 11119的标本照片。绿色的辉石斑晶镶嵌在富含长石的基质中,表征着它是一块中性的火山岩——“安山岩”。这类岩石地球上不稀有,可宇宙中呢…… | Bad Astronomy


真正让科学家大跌眼镜的,实际上是它的身分:这块火山岩,是一块安山岩(Andesite)。而安山岩——就如今来看——只需在地球这类历久不停活泼的行星上才会涌现,它是一种演变上高度成熟的岩石种别。


“安山”是安第斯山(Andes,位于南美)的简称,本意指安第斯山脉的火山弧特有的喷发产品。厥后地质学家发明在环球只需地质组织背景属于陆缘火山弧,都能喷出这类东西,因此就把安山岩的名字扩大化,泛指这一类岩石。


而安山岩和陆缘弧的涌现,须要一个近乎充足的前提:板块组织。


这就险些动了地球的命脉。要晓得,地球被称为“亿万年不息的蓝色水珠”,可不仅是由于它有性命,而是由于它有板块组织。这是它傲立宇宙的看家本事。


如果没有板块组织,本日地表日日新又日新的活泼环境变化便不存在;如果没有板块组织。表生环境和内生地质作用之间的物资和化学轮回就无从竖立,对性命演变极端重要的那些化学环境和化学平衡也就无望涌现。


地球上的安山岩,往往是在庞杂的的板块组织环境下组成的,比方典范的安第斯陆缘弧。如今,这块陨石通知我们:一颗比地球更陈旧的星体实在早有了这些?| miracosta.edu


如今新发明的这颗以安山岩为身分的陨石,最少说清楚明了两点。


第一点:要么,安山岩不一定必须在板块组织下才组成,其他行星演变进程还是会组成这类岩石;第二点——则越发细思恐极了:是不是太阳系在地球还没涌现之前,就孕育出了一颗已具有板块组织的原行星呢。


毕竟,板块组织意味着三大孝敬:保持地表热量、保持星体表里物资轮回、保持性命劈头所需的庞杂化学势。云云一来,谁敢保证性命的抽芽没有在早夭的异星上先行涌现呢?


但是统统只能留给设想了。昔时的统统能够性都已消失,星星早已碎去,茫茫的太空,太始时期的它,只留给本日的人类一块巴掌大的“宇宙安山岩”碎片。不管这块碎片背地曾代表着多么绚丽的故事,它也早已消灭在46亿年前的汗青深渊里了。


如果它幸存下来,会不会成为地球的姊妹星?会不会和地球同享上风、平行地孕育出两套高级性命系统?也许吧。


不过汗青容不下如果,这些题目,也许永久不会有答案了。


每个星陨之夜,又有若干曾绚丽的现象,落入地球 | aolcdn.com


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