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文/少时李白

编辑/少时李白

前言

对于地球的天然卫星月球的形成有多种解释，这些解释可以分为以下假说：离心分裂假说、捕获假说、原行星尘埃盘联合形成假说、蒸发假说、碰撞假说，最近还有人提出了核爆炸假说。

这些研究是由三组科学家进行的，他们使用完全不同的方法来解决月球起源问题，即天文学家和天体物理学家、地球化学家以及最近的核物理学家。

在获得关于月球的信息的过程中，一种或另一种假设占主导地位。

达尔文提出的月球与地球离心分离假说最初就占了上风，在他的模型中，月球是由太阳潮汐和地球绕其轴快速旋转时的离心力的共振效应形成的，但研究表明，太阳潮汐并不能导致达尔文裂变。

上世纪70年代，大撞击假说占主导地位。

那么根据这一假设，在其形成的最后阶段，原地球与一颗大小约为相当于火星的大小，撞击后会产生怎样的效应？

而由于碰撞，大量熔融的地幔被抛入近地轨道后，形成了月球吗？

盘古大陆的形成过程

我们将进行一个推测性实验，旨在消除人们对现代碰撞模型正确性的幻想。

让我们从比萨斜塔的塔顶扔下线性大小为D的各种物体，探索碰撞形成的陨石坑。

首先，我们将扔一个石球，很明显陨石坑的大小将由引力相互作用决定，并且可以考虑在石球从高处落入软土的情况下，陨石坑直径作为第一个近似值将等于~D。

接下来，我们将扔下装有接触雷管的炮弹。考虑到可以在这样的范围内发生的大炮功率的数量，可以粗略估计一个陨石坑的大小为~10D。

我们从比萨斜塔上掉下同一个直径的球，但现在充满了核电荷。在这种情况下，弹坑大小至少是炮弹弹坑的10倍，即等于~100D。

最后，从比萨斜塔的假想实验中，可以得出一个结论，地球表面直径1000-1500公里的陨石坑可能是与一个具有大小等于~10-15公里。而这个结果，已经与其他研究人员早先发表的结果有着根本的不同。

假设初级原地球行星是由于原行星尘埃盘均匀逐渐冷却而形成的，那么行星地壳的密度在表面应该是各向同性和均匀的。那么彗星坠落后的激波过程会以彗星撞击点为中心呈同心圆状分布，就像被抛出的石头波纹扩散一样。

大陆作为原始地球的地壳碎片，在粘贴时应该在可以围绕天体撞击点绘制的圆圈内。

因此我们得出结论，大陆在彗星撞击的瞬间会导致直接分裂。

图1：彗星撞击、行星地壳下CO2气泡的形成、气泡的热膨胀、随后的热核爆炸、大陆抬升和月球形成在总体方案

核心没有过热，另外请注意爆炸震中附近的大部分地壳不存在，即彗星撞击正在向行星表面移动，这是原地壳部分不存在的原因。

彗星撞击太平洋南部水域，我们可以得出原地球的地壳必须是刚性的，岩浆必须是粘性的，一击必须是掠过的。

非洲与北美洲和南美洲之间我们可以很清楚地看到，地壳中还有两个洞位于墨西哥湾和哈德逊湾。相应地，古代行星地壳中孔洞的半径为800和400公里。对大陆和格陵兰等高线的分析表明，这里也发生了两次爆炸。

图2。显示了非洲、南美洲、南极洲和澳大利亚大陆的粘合过程的结果。

但是，(1)点和(2)点的冲击方向并不重合。在此基础上，可以提出彗星在接近原地球之前坍塌的可能性。会不会是另一颗彗星？答案是不。

点（2）和（3）是彗星内部爆炸的地点，它们是彗星碎片从地壳下喷出的地点。从这里我们可以得出一个结论，即彗星的大块位于行星地壳下方，并抬升了大陆。

图3。显示了南美、北美和非洲的粘合过程的结果。

水与生命起源

地球上有很多水，即使在邻近的行星金星和火星上没有观察到足够数量的水。

通常，彗星由不同的气体组成；甚至它们的成分中也可以含有水。然而，更常见的情况是干冰在彗星成分中占主导地位。那么，问题是如何从CO2中提取水分？

图4。显示了非洲、马达加斯加、印度、南极洲、澳大利亚和亚洲的粘合过程的结果。

这是一个很简单的问题。水可以以两种方式形成：第一种是CO2分子的解离和随后与原子氢的相互作用（方程式（1））。第二种方式是乙酸盐路径，其中包括CO2与H2的相互作用（方程式（2））。

(1)

(2)

除了水之外，从CO2分子中可以获得以下化学基团：羧基(-COOH-)、甲氧基(-CHOH-)、次甲基(-CH=)、次甲基(-CH2-)和甲基(CH3-)。

(3)-(4)中的反应也描述了甲烷在地壳下的气泡中和地质断裂附近的湖、海、洋底部深处的水中获取和水化的过程。

(3)

(4)

早先提出了甲烷水合物中生命起源的假说，但米勒关于生命起源于NH4的假设也可能是正确的，在热核爆炸过程中，大量的热量会释放到大气中，因此不需要大量的NH4分子分解所需的照明。

(5)

(6)

等式(6)显示了从主要元素产生氨基酸（如丝氨酸和α-丙氨酸），从而导致TNE。油气田的问题也很明显，由式（3）可知，南半球金伯利岩管多，油气田少，北半球则相反。

地球内部结构的原子序数模型

一方面很明显，核反应参与了地球形成的过程，产生了(p-n)对和原子氢。另一方面，细心的读者当然会惊讶于一颗小彗星如何能够穿透上下地幔的厚度（距离约2800公里）。

表1。从Gilmore等人那里获得的钻石矿床、大陆上钻石开采的统计数据。(2005)数据。

―只有知名矿区的钻石生产，因此不是手工开采或小规模商业开采。

表2。各大洲及其附近大陆架上的石油和天然气储量统计数据

众所周知，地壳主要由轻元素的氧化物组成，仅异常产生Fe(z=26)和Ti(z=22)的氧化物，其在地壳中的含量等于FeO(3.52%)、Fe2O3(2.63%)和(TiO20.60%)。地壳中不存在大量重元素，它允许得出元素在熔化的岩浆和岩心中分离的结论。

为此，我们将比较月球体积（方程式（7））与地球球形部分的体积（方程式（8）），我们将找到一个球形部分的高度he：

(7)

―平均月球半径，

―月球体积

(8)

——原地球部分体积，

―段高，

——原地球的平均半径。

方程（7）和（8）的解表明球面高度约等于1050km。因此，由于浮选，铁层应位于略低于该水平的位置，深度为~he。

另一方面，Na、Mg和Al等轻元素应该位于地壳正下方的一个小深度，即大约100公里的深度。

然后我们可以推导出以下与单元下沉深度相关的方程：

(9)

在哪里：z―原子序数，A=566km，B= 63.58km/原子序数。

图5。给出了元素在熔融岩浆和岩心中的下沉深度与元素数的线性相关性。

红线表示基本燃料核元素，分别为14.01、0.704、4.468Ga。从图5中可以清楚地看出，232Th、235U、238U存在于外核和内核之间的边界上，对应于Lehmann-Bullen不连续面，上地幔和下地幔的边界与第三大燃料元素的下沉深度重合，40K（2.92 10-5W/kg），半衰期为1.25Ga年。

我们注意到铁原子的分布在1087km的深度，这与上面对球段高度的估计是一致的。

轻核，那些是核链式反应的结果，恰恰相反飘了上去。位于下地幔和外核之间的额外古腾堡能级恰好对应于137Cs下沉的能级。

但通过核反应，必须形成下沉的38Sr元素，但这种程度的不连续性尚未被发现。行星中心附近的最大元素数，在6300公里的深度，等于~108，这可能指定了所提供的地球元素数模型(ENME)的基本性质。

众所周知，在地壳中发现了微量元素，编号为93Np（镎）和94Pu（钚）。从93Np到101Md的元素是在核反应堆中获得的，而编号在102-115(118)范围内的元素是通过加速粒子产生的。

由于在月球形成过程中一些元素被抛到地球表面，检查是否保留在地壳元素中是很有趣的，这些元素根据它们的数量呈线性分布,数据用于此目的。

毫无疑问，编号低于26的元素会因为彗星撞击而强烈混合。此外，一些元素由于放射性衰变将不满足线性条件。然而，这种元素在地壳中是可以找到的。

地壳中Ga、As、Mo、Te、Ce、Dy、Er含量与元素数的线性关系如图6所示。这些元素的原子序数分别为31、33、42、52、58、66和68。

相关系数R等于-0.998，即R2(0.996)非常接近1。但是，大多数元素具有经历了强烈的放射性衰变。图7显示了地壳中含量元素的原子序数呈指数分布的示例。

这些元素是原子序数为(34-40-56-78)的Se-Zr-Ba-Pt和原子序数为(32-39-46-53)的Ge-Y-Pd-I。

图6。提出了地壳中某些元素的体积含量与其元素数的线性相关性。

图7。提出了地壳中某些元素的体积含量与其元素数的指数依赖性。

这些元素的相关性R2的平方分别等于0.999和0.998。因此很明显，不考虑元素漂浮时的辐射衰减的ENME模型是一个粗略的模型，仅作为一阶近似是合理的。

因此，包括Fe、Pb、Zn、Th、U和其他z>50的重元素在内的化合物从大陆边缘的核心物质飞溅出来后，可以留在盘古大陆表面。

此外，重元素可能会卡在大陆之间的裂缝中。非洲和澳大利亚的部分地区可以作为这样的例子。

另一边，彗星撞击上层液态岩浆后残留的重元素，又逐渐沉入行星深处。由于彗星的撞击是在更高的铁浸没水平上进行的，因此地球表面没有像在火星上观察到的那样由铁氧化物形成致密的涂层。

我们用离散的层状核结构取代了地球的壳-幔-核结构，其中40K的第一核层位于深度仅600km。

那么对俯冲带和大陆漂移原因的理解就获得了完全不同的物理意义。此外，很容易看出，“岩浆”（100-2800）公里的对流过程将由于离散核层上的温度反转而受到抑制。

一般来说，由于在火山喷发排放时没有观察到来自地幔核边界的核反应产物，因此可以更早地得出这种关于抑制对流过程的结论。

想象一下，您的星际飞船正在接近一颗未知的恒星，你的任务是建立一个适合居住的太空基地，太空导航员问你如何重定向这颗恒星的彗星。

您需要选择一个合适的行星，并在这个行星上精确指定一个地点以进行彗星撞击。建议选择地壳厚度为30-40公里的行星，并在与其表面相切的位置撞击它，目标距离等于下沉40K的深度。

结论

结果表明，地球和月球是由于与一颗小彗星相撞而形成的。在碰撞时，彗星突破了原始地壳，并为液滴分裂成地球和月球创造了条件。

650Ma前彗星撞击切线穿过原地壳后，原地壳下的压力增加，导致热核爆炸延迟。在这项研究中，表明由于气泡的形成和爆炸，原始地壳隆起，大陆开始形成。

彗星撞击点附近的原地壳部分也被抛入太空。月球的主体质量以液体质量的形式与原地球分离，断裂有一定延迟，位于现代太平洋水域的中部。

原子反应堆的相互作用，才使原地球大气层和彗星物质的H导致了海洋的形成。于是，生命起源的条件出现了。

福岛一号核电站的灾难清楚地表明，冷却系统的故障很容易打破核反应堆不稳定的热力学平衡。

因此，现在在我们的太阳系中创造第二颗宜居行星是可能的。毫无疑问，通过一定的时间我们将能够到达遥远的恒星，所以在遥远的恒星上建立居住基地的可能性已经是纯技术问题。

参考文献：

红矮星周围类地行星形成及动力学研究潘梦睿中国科学技术大学2022

M型恒星周围系外行星统计研究潘梦睿; 季江徽; 王素天文学报2021

用天体测量方法探测宜居带系外行星余周毅南京大学2019

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END