撰文：ROBIN GEORGE ANDREWS

　　从国际空间站上可以看到，月球正处于地球上方。

　　摄影：REID WISEMAN, NASA

　　大约45亿年前，一颗巨大的行星与尚未成形的地球发生碰撞，并创造出了月球。当时，地球是一个相当单调的地方，许多地球科学家都认为，熔岩偶尔会从地壳渗出，而地球更复杂的地质特征才刚开始形成。

　　不过，根据一项新的模型，当时年轻的月球近距离绕着地球飞速旋转，对我们尚处于胚胎期的家园产生了非常奇特的影响。

　　那时的月地距离是现在的1/30。新的计算发现，二者的近距离打破了地球和月球的轨道平衡。最终，这导致地球的旋转速度加快，将地球拉伸成一个介于橄榄球和双面飞盘之间的形状。

　　彼时形状怪异的地球经历着复杂的造山活动和剧烈的火山活动，这些地质活动有可能产生各种复杂的岩石和矿物，甚至包括构成地球大陆块的岩石雏形。

　　加州理工学院的行星科学家、新研究的合作者之一Simon Lock称：“在地球形成初期的几千万年间，地球是一个充满活力的地方。那是一个与人们想象完全不同的世界。”

　　虽然新模型尚未经过同行评审，但数个专家认为它有很多可取之处。地球曾在短时间内形似土豆的观点可能让人觉得很奇怪，伦敦自然历史博物馆的行星科学教授Sara Russell说。不过，早期月球可能是塑造地球的最早地质工程师之一。

　　“我以前从没听说过这样的观点，真是难以置信。”她说。

　　一段漫长的时间

　　地球形成过程的历史记录在岩石上。不过，流动的空气、冰和水会侵蚀古老的岩石，而深深的海沟则会破坏古老的地壳。所有这些地质活动意味着地球的大部分地质历史都已被清除。我们对地球形成后不久的那段时期知之甚少，但地质学家们常常认为，在相当长的一段时间里，地球比较沉闷：在雾蒙蒙的天空下，是一片死气沉沉的岩石表面。

　　令人不解的是，在澳大利亚，科学家通过测量锆石的放射性衰变，发现了一些几乎坚不可摧的锆石晶体，距今已有44亿年历史。这类矿物质通常存在于化学构成复杂的岩石中，比如花岗岩，对于当时地质贫乏的地球如何创造出如此高级的矿物，科学家们从未达成过一致意见。

　　Lock认为，这或许月球有关。

　　月球出现于在地球形成后不久。一个行星大小的物体撞向地球，由此形成了一个近乎球形的天然卫星。数据模拟表明，这个新伙伴离地球的距离比如今更近。这可能会对地球的自转产生影响，但之前的研究没有考虑更广泛的后果。出于好奇，Lock进行了模拟实验，以观察月球对地球自转的具体影响。

　　研究结果本应在3月举行的第51届月球与行星科学会议上公布，但新冠疫情大流行导致原本计划在德州召开的会议取消。研究结果表明，地球的这个伙伴是一个了不起的建筑师。

　　共同旋转

　　地球和月球被引力锁定在一起，根据物理定律，如果一个物体改变了行为，另一个物体也必须改变行为以保持平衡。角动量守恒定律意味着，当月球离地球很近时，地球的自转速度更快，而当月球离地球较远时，地球的自转速度也会减慢。

　　在地球的熔岩海洋形成地壳雏形后不久，月球可能距离地球只有12800多公里，而如今的月球距离地球384000多公里。当时地球自转速度非常快，一天可能只有2.5小时。原本是球形的地球变成了近乎椭圆的形状。

　　“我从没想过早期地球可能会如此平坦的可能性，”德州大学达拉斯分校的板块结构学专家 Robert Stern说，他没有参与这项研究。这听起来可能很疯狂，“但的确有道理，”他说。

　　今天，遥远的月球牵引着地球上的海洋，形成了潮汐。那时候，月球的引力要大得多。根据新的模型，月球的引力产生了一大片岩石凸起，在地球被月球追逐的过程中绕着地球运转。不过，这导致月球加速，打乱了月球与地球的“共舞”。为了恢复平衡，月亮开始偏离其旋转的舞伴。

　　于是地球减缓了快速的旋转。在这个过程中，地球在挤压下不断收缩，就像一个受到轻微挤压的足球。地球赤道附近的岩石相互碰撞，开启了一场“造山运动秀”。

　　在两极附近，地壳被撕裂。地壳下面过热的地幔从裂缝中涌出，随着时间的推移不断减压和熔化，导致大量岩浆产生。Lock说，这“与今天地球大洋中脊发生的情况类似，只是速度更快”，也就意味着比通常非常慢的新地壳形成要快得多。

　　在这场混乱的地质活动中，一些巨大的岩石可能被压入地幔中。如果是这样，这些岩石将为地球提供原料以“烹饪”高级矿物，比如地质学家发现的44亿年前的锆石。如果这些锆石确实属于花岗岩，那么它们就代表着地球的首次尝试：创造构成我们今天生活的大部分陆地的大陆岩石。

　　一个陌生的世界

　　Stern说，有关地球早期历史的讨论主要由地质学家主导，而不是行星科学家。不过，他补充说，“当新团体做出贡献的时候，往往会获得有趣的发现。”这种新方法 “绝对不是老一套”。

　　月球在塑造早期地球的过程中发挥了作用，这是完全有可能的，北卡罗莱纳州立大学的行星地质学家Paul Byrne说，他没有参与新研究。不过，他补充说，月球可能不是对地球产生影响的唯一建筑师。早期的地球内部温度是现在的三倍，不管有没有月亮的帮助，这些热量都能推动地表产生各种变化。

　　由于地球早已将其遥远的地质历史掩埋了起来，月球对地球早期的巨大影响将很难被证明。Russell说，无论这个模型是对是错，如果我们把年轻的地球看作是一个陌生的世界，而不是我们今天所认识的家园，那么就一定会帮助我们更好地理解地球的早期历史。