39億年的太陽系行星

■ 王承東

德國科學(xué)家認(rèn)為地球在40億年前是處于冰凍的狀態(tài)，那個時候的地球海洋完全是冰凍的。蘇聯(lián)科學(xué)家阿·阿波切耶夫在1956年出版的《基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)》當(dāng)中引用英國科學(xué)家史密斯的觀點，該觀點認(rèn)為：地球上的海水是由于火山噴發(fā)把冰塊和巖石當(dāng)中的固體水釋放出來形成的，太陽系的所有行星以及太陽本身是從氣態(tài)的星云當(dāng)中產(chǎn)生的?；艚鹪谒摹豆麣ぶ械挠钪妗分幸舱J(rèn)為海水是從巖石縫當(dāng)中滲透出來的。

從1976年蘇聯(lián)發(fā)射的“金星10”號所發(fā)送回來的彩色照片看，金星的巖石、沙粒與后來NASA公布的彩色照片，不論在顏色還是結(jié)構(gòu)上幾乎完全一樣。NASA從2008年起還以阿波羅月球照片圖書館的名義公布了大約1000張月球巖漿巖地質(zhì)照片，月球上的這些斜長巖與火星上的斜長巖從顏色到顆粒再到結(jié)構(gòu)幾乎完全相同。美國華盛頓大學(xué)地球與行星學(xué)院的學(xué)者在研究了來自于月球的隕石和來自于火星的隕石后，對它們進(jìn)行了比較，認(rèn)為月球巖漿巖與火星巖漿巖幾乎是一樣的。這里指的是二者的元素和分子幾乎是一樣的。NASA還公布了月球、火星以及金星的化學(xué)元素，同時還公布了不少來自于月球和來自于火星的隕石化學(xué)元素，這些隕石分別在南極、非洲以及澳大利亞等地被發(fā)現(xiàn)。這些來自于火星、月球的隕石是以地球火山巖漿巖中最常見的斜長橄欖巖的形式存在，所有這些隕石的化學(xué)元素與地球斜長橄欖巖中的元素幾乎90%是一樣的；與地球橄欖巖石、斜長巖石不同的是隕石中往往有鎳和鈦等元素，其他90%的元素就是地球巖漿巖中最常見到的硅、鈣、鋁等。NASA還在2009年公布了大量的金星地質(zhì)照片，這些照片最主要顯示了金星上的火山地質(zhì)。從這些照片上，我們再次看到了同火星斜長巖幾乎完全一樣的金星火山斜長巖和金星橄欖巖石風(fēng)化后形成的金星沙丘。NASA的行星地質(zhì)科學(xué)家們也認(rèn)為，那些在金星斜長巖石周圍的黑色沙粒是橄欖巖的分解物質(zhì)。早先，NASA的科學(xué)家認(rèn)為金星上有大量的玄武巖——一種橄欖巖和斜長巖的火山噴發(fā)混合分子巖石結(jié)構(gòu)。NASA公布的金星大氣物質(zhì)成分表明：金星的大氣物質(zhì)幾乎同火星的大氣物質(zhì)完全一樣。而NASA公布的巖石樣品與筆者在中國新疆后溝、托克遜等地區(qū)親眼看見并且拍攝的地球火山斜長巖，從顆粒、顏色、結(jié)構(gòu)上是看不出任何區(qū)別的。

金星的大氣與火星的大氣幾乎完全一樣。金星的火山斜長巖與火星的火山斜長巖也幾乎是完全一樣的。在地球、月球、火星、金星上，我們發(fā)現(xiàn)了擁有完全相同分子和元素并且分布最廣泛的火山巖漿巖斜長巖，這種巖石最主要的元素是硅、鉀、鈉、鈣等。

2009年，NASA的“信使”號宇宙飛船發(fā)送回來了1200張照片，這些照片顯示了水星30%的地區(qū)，向人們揭示了許多過去不知道的細(xì)節(jié)。其中對于以畫家郎博倫命名的水星第二大火山口的發(fā)現(xiàn)最引人注目，這個火山口的直徑相當(dāng)于從波士頓到華盛頓的距離。史密斯地球與行星學(xué)院的著名學(xué)者托馬斯·沃特認(rèn)為這個火山口還保持著它39億年前形成時候的原始狀態(tài)。水星表面積的40%完全被巖漿巖所覆蓋，而地球和月球的表面只有大約20%完全被巖漿巖所覆蓋，此前科學(xué)家們知道水星的大氣中有氫、氦、鈣、鈉和鉀?！靶攀埂碧柕奶綔y結(jié)果表明，水星的鈣和鎂幾乎完全集中在水星的赤道地區(qū)，赤道地區(qū)還是水星的磁場分布帶，水星的磁場在赤道地區(qū)的分布是非常均勻的，鈣也幾乎完全集中在這個地帶。水星的這個第二大火山口比太陽系其他行星火山口的年齡要小多了，在這個火山口中還有100千米長的懸崖，火山口的邊緣是溝槽和反復(fù)褶皺斷裂地質(zhì)，這表明39億年前的水星核是液態(tài)的。來自于亞利桑那州立大學(xué)的布來特·戴尼維指出，那個時候的水星是處于地殼的褶皺和內(nèi)核的收縮狀態(tài)的。水星的外表雖然非常像月球，但是它的內(nèi)部更加像火星，這表明水星也同火星一樣有一個弱磁場和活的內(nèi)核。鈣和鎂的化學(xué)性質(zhì)特別類似，科學(xué)家們通過水星赤道有大量的鈣和鎂的分布來判斷的；相反，月球的赤道地區(qū)則根本沒有鈣和鎂這樣的輕金屬，這表明月球的核是死的。俄羅斯科學(xué)家認(rèn)為，35億年前的火星是有海洋、鮮花和植物的世界，美國科學(xué)家認(rèn)為35億年前的火星上的海洋面積覆蓋了1／2的火星表面，他們還認(rèn)為40億年前的火星出現(xiàn)過面積非常巨大的熔巖流，這從今天火星滿地的斜長巖石地質(zhì)上完全可以看出。

蘇聯(lián)地質(zhì)科學(xué)家阿波切耶夫在1956年認(rèn)為，太古時期的地球火山噴發(fā)物質(zhì)同今天大大不一樣，那個時候的噴發(fā)物質(zhì)是蒸汽、泥漿、冰塊，蒸汽在地球上空籠罩了非常長的時間，過了許多年才變成雨降落下來。NASA從月球上帶回的斜長巖石的年齡是39億年，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為月球上的火山活動在35億年前就停止了，但是，日本科學(xué)家根據(jù)“月亮女神”號的探測結(jié)果認(rèn)為月球上的火山活動在15億年前還存在。NASA測定的月球上最古老的角礫巖的年齡是45億年?？茖W(xué)家們還在水星上探測到了硅和硫等物質(zhì)，這些物質(zhì)是水星地表物質(zhì)散射到水星大氣中的，水星的溫度在赤道附近達(dá)到了800℃，但是在兩極卻在－150℃以下，他們還在水星上探測到了水分子。

所有這些表明，39億年前的太陽系行星都在發(fā)生大規(guī)模噴發(fā)泥漿的火山活動，那個時候的太陽系恐怕還有一半是處于氣態(tài)的，土星、木星、天王星和海王星恐怕還沒有今天2／3的體積。這些石頭的行星并不是過去認(rèn)為的那樣，是處于完全的熔巖狀態(tài)，是些大火球——這是極大的錯誤。

太陽系是以太陽為中心，所有受到太陽重力約束天體的集合體：8顆行星、至少165顆已知的衛(wèi)星、5顆已經(jīng)辨認(rèn)出來的矮行星和數(shù)以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、柯伊伯帶的天體、彗星和星際塵埃。上圖由左至右依次為：海王星、天王星、土星、木星、小行星帶、太陽、水星、金星、地球和月球、火星，在左邊可以看見一顆彗星。