从地球硅酸盐富集物质形成月球

近期对月球岩石同位素组成的高精度测量表明，地球硅酸盐主体与月球显示出出乎意料的高度相似性。这与广为接受的月球形成大撞击模型经典动力学模拟的主要结果之一不一致，即月球的大部分质量来自撞击体而非地球。在不改变大撞击模型主要前提的情况下解决这一差异，需要撞击后地球和撞击体物质在包括O、Si、K、Ti、Nd和W在内的广泛元素中实现完全的同位素均一化。即使这一过程能解释氧同位素的相似性，但对于更重的难熔元素也不太可能成立。鉴于这些地球化学数据使得大撞击模型的不确定性日益增加，应探索月球形成的其他假说。在本文中，我们重新审视了月球直接由地幔物质形成的假说。我们表明，该情景的动力学需要大量能量，即几乎瞬时产生的额外能量。这种额外能量的唯一已知来源是核裂变。我们证明，通过在地球核幔边界（CMB）发生核爆炸引发冲击波穿过地球，从而喷射出地球硅酸盐物质来形成月球是可行的。该情景的流体动力学模拟表明，由爆炸产生的快速膨胀等离子体形成的冲击波会破坏并喷射出上覆的地幔和地壳物质。