忒伊亞（Theia，又譯提亞），是太陽(yáng)系中曾經(jīng)有過(guò)的一顆星體。一般認(rèn)為該星體與地球發(fā)生碰撞才形成現(xiàn)今的月球，因此以古希臘神話中月亮女神塞勒涅之母忒伊亞命名。
1945年，雷金納德·戴利（Reginald Daly）在分析月球形成理論時(shí)，提出月球是由另一個(gè)物體撞向地球后，將地球撞碎一部分后形成的。1974年，威廉·哈特曼（William Hartmann）和唐納德·戴維斯（Donald Davis）重新提出并討論了雷金納德·戴利的理論，將之發(fā)展為月球大碰撞假說(shuō)。月球大碰撞假說(shuō)認(rèn)為，一顆被命名為忒伊亞的行星，以非常大的角度和力量撞擊地球，使得忒伊亞和地球的一部分被拋入太空。忒伊亞的一部分，包括它的鐵核，留在了熔融的地球上，并下沉成為地核的一部分。來(lái)自這兩顆行星的碎片則混合進(jìn)入了繞地球的軌道，并在一個(gè)過(guò)程中合并成月球。
忒伊亞被認(rèn)為與火星的大小相似，其運(yùn)行軌道則與早期的地球相同。不過(guò)，科學(xué)家并未在地球上找到任何確鑿的證據(jù)來(lái)證明，存在有忒伊亞與地球大碰撞的證據(jù)。
研究歷程
1898年，喬治·達(dá)爾文（George Darwin）首次提出月球裂變說(shuō)，他認(rèn)為，在年輕行星快速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下，一塊早期熔化的地球碎片被拋入太空，從而形成了月球。
1945年，雷金納德·戴利（Reginald Daly）在審視達(dá)爾文的理論時(shí)，提出了不同觀點(diǎn)，他認(rèn)為，不是地球把自己的一部分拋出去成為月球，而是另一個(gè)物體撞向了地球，并把地球的一部分撞碎。
1974年，威廉·哈特曼（William Hartmann）和唐納德·戴維斯（Donald Davis）重新提出并討論了雷金納德·戴利的理論，之后，將該理論發(fā)展為月球大碰撞假說(shuō)。該理論認(rèn)為，一顆被命名為忒伊亞的行星，以非常大的角度和力量撞擊地球，使得忒伊亞和地球的一部分被拋入太空。忒伊亞的一部分，包括它的鐵核，留在了熔融的地球上，并下沉成為地核的一部分。與此同時(shí)，來(lái)自這兩顆行星的碎片混合進(jìn)入了繞地球的軌道，并在一個(gè)過(guò)程中合并成月球，整個(gè)過(guò)程可能只花了1個(gè)月，也可能花了1個(gè)世紀(jì)。該理論可以很好地解釋月球和地球的相對(duì)組成以及月球的角動(dòng)量。
2023年11月，學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表的一篇基于計(jì)算機(jī)模擬的行星科學(xué)論文表明，約45億年前古代行星忒伊亞和原始地球間的巨大撞擊可能塑造了地球地幔的不同區(qū)域。該研究推測(cè)，忒伊亞和原始地球間的巨大撞擊，令忒伊亞的殘骸深埋于地球地幔之中，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)或改進(jìn)人們對(duì)地球和月球形成的理解。
大碰撞假說(shuō)
背景
太陽(yáng)系形成之初，在非常靠近太陽(yáng)的軌道上曾形成過(guò)一些大大小小的行星。這樣的行星、微行星反復(fù)互相碰撞、吸積、形成了更大的行星。地球附近也曾形成了火星大小的行星，但有天發(fā)生了與原始地球碰撞的事件，那顆行星在大碰撞假說(shuō)中，被暫時(shí)被命名為忒伊亞（Theia）。忒伊亞被認(rèn)為與火星的大小相似，其運(yùn)行軌道則與早期的地球相同。引力作用將忒伊亞和地球吸引到一起，并最終發(fā)生了巨大的碰撞，創(chuàng)造了后來(lái)的地球和月球。
經(jīng)過(guò)
根據(jù)測(cè)算，地球與忒伊亞的碰撞是從斜上方"擦過(guò)"的，而不是從正面撞擊。雖然忒伊亞完全崩毀了，但是地球也不是完好無(wú)損的，它的構(gòu)成物質(zhì)像被削掉一樣拋向了宇宙。地球一度曾從誕生時(shí)灼熱的膠著狀態(tài)凝固成固體，而那次撞擊再一次熔化了形成固體表面的地球。散落在宇宙空間中忒伊亞的碎片以及被削掉的地球地幔、地殼的一部分被地球的引力吸引，再次回到地球。飛散的碎片一小部分完全擺脫地球的引力散落到太陽(yáng)系中，但是大部分還是留在了環(huán)繞地球的軌道上，月球便是誕生于這些物質(zhì)。就這樣，月球和地球成了同時(shí)擁有來(lái)自原始地球和忒伊亞的物質(zhì)的天體。
意義
月球大碰撞假說(shuō)不僅能夠清楚地解釋月球的起源，還能解釋構(gòu)成物質(zhì)相近的緣由，而且通過(guò)基于該學(xué)說(shuō)的模擬實(shí)驗(yàn)也能很好地說(shuō)明為什么地軸轉(zhuǎn)軸傾角為23.43度。
證據(jù)
科學(xué)家并未在地球上找到任何確鑿的證據(jù)來(lái)證明，存在有忒伊亞與地球大碰撞的證據(jù)。“大碰撞假說(shuō)”仍然是假說(shuō)的狀態(tài)。
理論質(zhì)疑
2012年4月，芝加哥大學(xué)地球物理學(xué)副教授尼古拉·道菲斯（Nicolas Dauphas）在《科學(xué)》雜志地球科學(xué)分冊(cè)上發(fā)表論文，該論文指出，通過(guò)對(duì)20世紀(jì)70年代阿波羅計(jì)劃期間收集的月壤樣本進(jìn)行的分析研究顯示，被主流科學(xué)界所接受的，月球大碰撞理論可能是錯(cuò)誤的。
根據(jù)大碰撞假說(shuō)，計(jì)算機(jī)模擬認(rèn)為月球誕生的“母體”來(lái)源應(yīng)當(dāng)是兩顆星球，即地球和另一顆火星大小的，被稱(chēng)之為“忒伊亞”的星球。然而尼古拉·道菲斯等學(xué)者在研究對(duì)比月球，地球和隕星體中的鈦含量后發(fā)現(xiàn)，月球的物質(zhì)組成應(yīng)當(dāng)僅僅源自地球。研究小組基于鈦同位素分析進(jìn)行了相關(guān)研究，所謂同位素是指質(zhì)子數(shù)相同，但是原子核中的中子數(shù)量存在差異的原子。之所以選取鈦元素作為此項(xiàng)研究的對(duì)象，是因?yàn)檫@一元素非常耐高溫。這就意味著當(dāng)遭受極端高溫環(huán)境時(shí)，它仍將傾向于保持固態(tài)或熔融狀態(tài)，而不會(huì)變成氣體形態(tài)逃逸。鈦元素同時(shí)還保留著在太陽(yáng)誕生之前的無(wú)數(shù)次超新星爆發(fā)中產(chǎn)生的不同同位素特征。這些爆發(fā)事件將具有輕微差異的鈦同位素撒入太空之中。太陽(yáng)系中不同的天體在相互碰撞中獲得不同的同位素特征，這讓科學(xué)家們得以追蹤月球物質(zhì)的真正起源。
相關(guān)文化
忒伊亞是希臘神話中塞勒涅塞勒涅的母親，“大碰撞假說(shuō)”認(rèn)為是一顆撞向地球的星體與地球發(fā)生碰撞才形成了月球，因此，用“忒伊亞”來(lái)命名該星體。
參考資料 >
知識(shí)的一大步:阿波羅計(jì)劃的科學(xué)遺傳.微信公眾平臺(tái).2023-11-13
45億年前行星撞地球形成月球?最新研究在地球地幔深處發(fā)現(xiàn)證據(jù).中國(guó)新聞網(wǎng).2023-11-12
行星忒伊亞藏在地球內(nèi)部？.參考消息.2023-11-12
知識(shí)的一大步:阿波羅計(jì)劃的科學(xué)遺傳.新浪.2023-11-12
月球誕生或完全源自地球物質(zhì).快科技.2023-11-12
月球巖石透露了多少秘密.央視網(wǎng).2023-11-13