类地行星的起源
地球与行星天体物理
2023-05-31 v1
摘要
金星、地球和水星这三颗主要行星形成于太阳星云之中。第四颗星子——忒伊亚(Theia)——亦形成于地球附近，并在一次大碰撞中与地球相撞，反弹成为火星。在此次撞击中，地球损失了约4%的壳层与地幔，这些物质如今见于火星与月球之上。在大碰撞的对跖点处，约60%的地球地壳、大气以及大量地幔被抛射入太空，形成了月球。流失的地壳再未重建，成为了地球的海洋盆地。忒伊亚撞击点对应于地球上的印度洋重力异常以及火星上的希腊盆地(Hellas basin)。大碰撞的动力学与地球和火星的自转速率及自转轴倾角均相符。该大碰撞从地球大气中移除了足够的CO，从而避免了失控的温室效应，启动了板块构造，并为生命在大陆边缘地热喷口附近的形成争取了时间。水星形成于金星附近，在一次近距离接近中被弹弓抛入太阳的对流区，损失了94%的质量，其中大部分至今仍留存于该处。由强热分解CO所产生的黑碳仍见于水星表面。水星以616 km/s的速度抵达，剧烈改变了太阳的自转能量，这解释了其异常缓慢的自转速率与自转轴倾角。这些结果在质量平衡、类地行星的当前位置及其主要轨道轴的取向方面均得到定量支持。
引用
@article{arxiv.2305.18635,
title = {The origin of the terrestrial planets},
author = {Richard B. Firestone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.18635},
year = {2023}
}