行星科学家发现火星在数十亿年前经历了一次大氧化事件

1. 行星科学家发现火星在数十亿年前经历了一次大氧化事件

 据外媒报道，现代地球和火星都有氧化性大气，这也是为什么日常生活中富含铁的材料在铁和氧气的氧化反应中会产生铁锈（氧化铁的俗称）的原因。地球拥有氧化性大气大约有25亿年的 历史 ，但在此之前，这个星球的大气是还原性的。从还原性星球到氧化性星球的过渡被称为大氧化事件（GOE）。这个转变是我们星球演化的一个核心部分，从根本上说与这里的生命演化有关--特别是与产生氧气的光合作用的盛行有关。 香港大学的行星地质学家发现，数十亿年前火星经历了一次属于自己的大氧化事件。 
      这一发现近日发表在《自然天文学》杂志上，论文由研究型研究生刘嘉成和他的导师副教授Joe Michalski博士领导，两人都隶属于地球与行星科学研究部和空间研究实验室。研究人员利用红外遥感和光谱技术，从轨道上测量火星表面物质的分子振动，以揭示火星上古岩石的矿物学和地球化学成分。通过对红外遥感数据和地球上实验室收集的数据进行详细对比，研究小组表明，暴露在地表的火星古岩石已经在还原条件下被风化，说明确实存在还原性大气。
      火星现在是个寒冷干燥的星球，但在35亿年前，火星是比较温暖和潮湿的。它的温暖足以让河道、湖泊以及与水相互作用形成的矿物质形成。科学家们用数学模型来约束早期火星大气的条件，得出的结论是发生了温室变暖，但他们也从模型中得出结论，温室中一定包括了还原性气体，而不是二氧化碳，这意味着可能存在还原性大气。然而直到现在，还没有任何证据表明早期火星的还原性大气层确实存在。这项工作表明，它确实存在。
      该项目涉及对火星进行详细的红外遥感，利用红外光谱仪绘制暴露的风化岩石单元中的矿物图。这项工作是建立在对中国海南岛风化火山岩的详细分析基础上的，那里有厚厚的玄武岩序列，与火星上的火山岩相似。刘嘉成在实验室里利用红外光谱对这些被改变的岩石进行了系统的分析，并撰写了有关该研究的论文，于近日发表在《应用粘土科学》上。
   "嘉成进行了一个真正优秀的博士项目，建立在实验室的仔细分析和将这些实验室结果应用于火星遥感的基础上。"Michalski博士评价说，"嘉成在他对海南岛样品的详细工作基础上，证明了火星上的岩石也有类似的矿物学趋势发生。"
         地球与行星科学研究部的助理教授Ryan McKenzie博士也对这些发现印象深刻。"这是一项相当了不起的研究，其发现将极大地影响我们如何理解类地行星的早期演化及其表面环境。地球在约25亿年前从还原性大气层过渡到氧化性大气层，只是因为生命的存在才有可能，因为氧气是光合作用等新陈代谢过程的废弃产物。如果没有微生物产生氧气，它就不会在我们的大气层中积累，我们也不可能在这里。虽然火星和地球在进化史上所经历的局部条件肯定存在差异，但我的脑海中不禁开始思考建城的结果对潜在的早期火星生物圈可能意味着什么，"McKenzie博士说。
      中国首次火星任务 "天问一号 "正在进行中--已于2月10日成功抵达火星轨道，并将于2021年5月在火星上着陆，科学家们正准备迎接激动人心的火星 探索 和发现年。这项工作展示了光谱学和遥感如何导致对理解火星 历史 具有重要意义的基本发现。随着我们开始了解火星最古老的 历史 ，研究人员已经准备好直接寻找任何生命可能曾经存在于古火星上的迹象，而香港大学将致力成为参与 探索 任务的一员。

2. 地球在45亿年前遭受重创，一颗火星那么大的行星与它发生了撞击

 
   在太阳系形成之初，太阳系内的各种天体并不是像现在有条不紊。在那个时候，太阳系里一片混乱，在万有引力的作用下，原始星云中的各种物质通过互相碰撞和吸积渐渐增大，并逐步形成了原始的行星盘。
   
   但原始行星盘也不太平，由于各个原始较大的天体的运行轨道参差不齐，它们在不断吸积周围物质的同时，也会时不时的发生碰撞，在这些碰撞中，根据不同的撞击角度，它们有的被撞得粉碎，有的却合并在一起成为更大的天体。
   
   原始地球就是这样形成的，它通过不断的吞噬与合并，成为了这场 游戏 的胜利者。然而胜利者并非它一个，在它的附近，还存在着一个被命名为“忒伊亚”（Theia）的行星。“忒伊亚”比原始地球要小得多，大概有现在的火星那么大，与原始地球一样，它也有金属内核与由硅酸盐组成的地幔。
   本来这它们之间相安无事，但是随着太阳系的各大天体的演化，导致了太阳系中的引力平衡出现了变化，于是壮观的一幕发生了，在大约45亿年前，“忒伊亚”与原始地球发生了撞击！
   
   根据科学家推算，“忒伊亚”是以每秒5000米的速度撞上了原始地球，其撞击角度约为45度。在这场惨烈的撞击中，“忒伊亚”被撞得粉身碎骨，当然原始地球也遭受重创，其结果就是，它们的地幔中的很大一部分被巨大的冲击力抛洒到太空中，而“忒伊亚”的金属核心和原始地球的核心融为一体，形成了现在的地球。
   那些被抛离的物质大部分都被地球的引力捕获，进入了围绕地球的轨道，在接下来的100年时间里，它们在轨道上互相吸积，最终变成了我们熟悉的月球。
   
   以上就是目前科学界关于地月系统形成的主流观点-“大碰撞说”。之所以被普遍认同，主要是因为这个理论有很多的证据支持，主要如下。
    1、根据计算，如果地球没有经历这场大碰撞，那么仅仅是通过吸积作用的地球，它的核心不可能像现在这么大，当然也就不可能有现在这么强的磁场了。 
    2、通过对阿波罗计划采集回来的月球岩石的研究，科学家们发现月球岩石中所含的氧同位素组成比例与地球一致，同时月球岩石几乎没有挥发性元素，这意味着这些挥发性元素很可能在高温环境下逃逸了。 
    3、月球岩石中含有相对较多的锌的重同位素，而锌的含量却很少，这说明了月球在形成之初确实是经历了高温阶段。 
    4、根据“大碰撞说”，月球是由原始地球和“忒伊亚”抛离出来的地幔物质构成，那么它的密度应该较小，相应的其核心也应该较小，这与现在探测到的相关数据相符。 
   
   如果真是这样，我们都应该感谢“忒伊亚”，如果没有了它，就没有现在的地月系统，地球也就没有了像现在这样强大的磁场，更不会有一年四季，也很可能没有生命的存在。
   那场撞击释放了巨大的能量，从而导致原始地球表面大部分都处于熔融状态，再加上地球45亿年的地质活动，所以很遗憾的告诉你，现在的地球上找不到这场大撞击的任何痕迹。
       

3. 地球在45亿年前遭受重创，一颗火星那么大的行星与它发生了撞击

 
   在太阳系形成之初，太阳系内的各种天体并不是像现在有条不紊。在那个时候，太阳系里一片混乱，在万有引力的作用下，原始星云中的各种物质通过互相碰撞和吸积渐渐增大，并逐步形成了原始的行星盘。
   
   但原始行星盘也不太平，由于各个原始较大的天体的运行轨道参差不齐，它们在不断吸积周围物质的同时，也会时不时的发生碰撞，在这些碰撞中，根据不同的撞击角度，它们有的被撞得粉碎，有的却合并在一起成为更大的天体。
   
   原始地球就是这样形成的，它通过不断的吞噬与合并，成为了这场 游戏 的胜利者。然而胜利者并非它一个，在它的附近，还存在着一个被命名为“忒伊亚”（Theia）的行星。“忒伊亚”比原始地球要小得多，大概有现在的火星那么大，与原始地球一样，它也有金属内核与由硅酸盐组成的地幔。
   本来这它们之间相安无事，但是随着太阳系的各大天体的演化，导致了太阳系中的引力平衡出现了变化，于是壮观的一幕发生了，在大约45亿年前，“忒伊亚”与原始地球发生了撞击！
   
   根据科学家推算，“忒伊亚”是以每秒5000米的速度撞上了原始地球，其撞击角度约为45度。在这场惨烈的撞击中，“忒伊亚”被撞得粉身碎骨，当然原始地球也遭受重创，其结果就是，它们的地幔中的很大一部分被巨大的冲击力抛洒到太空中，而“忒伊亚”的金属核心和原始地球的核心融为一体，形成了现在的地球。
   那些被抛离的物质大部分都被地球的引力捕获，进入了围绕地球的轨道，在接下来的100年时间里，它们在轨道上互相吸积，最终变成了我们熟悉的月球。
   
   以上就是目前科学界关于地月系统形成的主流观点-“大碰撞说”。之所以被普遍认同，主要是因为这个理论有很多的证据支持，主要如下。
    1、根据计算，如果地球没有经历这场大碰撞，那么仅仅是通过吸积作用的地球，它的核心不可能像现在这么大，当然也就不可能有现在这么强的磁场了。 
    2、通过对阿波罗计划采集回来的月球岩石的研究，科学家们发现月球岩石中所含的氧同位素组成比例与地球一致，同时月球岩石几乎没有挥发性元素，这意味着这些挥发性元素很可能在高温环境下逃逸了。 
    3、月球岩石中含有相对较多的锌的重同位素，而锌的含量却很少，这说明了月球在形成之初确实是经历了高温阶段。 
    4、根据“大碰撞说”，月球是由原始地球和“忒伊亚”抛离出来的地幔物质构成，那么它的密度应该较小，相应的其核心也应该较小，这与现在探测到的相关数据相符。 
   
   如果真是这样，我们都应该感谢“忒伊亚”，如果没有了它，就没有现在的地月系统，地球也就没有了像现在这样强大的磁场，更不会有一年四季，也很可能没有生命的存在。
   那场撞击释放了巨大的能量，从而导致原始地球表面大部分都处于熔融状态，再加上地球45亿年的地质活动，所以很遗憾的告诉你，现在的地球上找不到这场大撞击的任何痕迹。
       

4. 4亿年前，太阳系真的有9大行星组成，只是最后爆炸了一个？

5. 6500万年前撞击地球的小行星，它来自哪里呢？

科学家还没有找到与K-T灭绝(恐龙灭绝事件)有关的撞击坑，但是他们找打了其他证据，从K-T界面获得了铱。 铱是一种地球岩石中罕见的元素，然而在许多小行星上很普遍，因此它们使得沉淀物里的铱联系上了一颗闯入的小行星。

即使发现了铱，但还是有人质疑小行星造成了K-T灭绝，墨西哥石油公司发现了真凭实据。在尤卡坦半岛外钻井时，他们发现了100英里宽的撞击坑，埋藏于水下3000英尺的石灰岩里，岩石分析证明，那事实上是小行星形成的陨石坑。
如今大多数科学家都同意是小行星造成了的K-T灭绝，现在有人试图找出造成那次事件的具体那颗小行星，奇克苏卢布获得的沉淀物表明那颗小行星是碳粒陨星，一块非常原始的石头，这类石头的成分类似于Baptistina家族(位于小行星带的碰撞家族)，一堆小行星都起源于同一块大石头，所以有人称，Baptistina家族成员引发了彻底消灭了恐龙的大灭绝的可能性非常大。
如今Baptistina家族依然构成威胁，在小行星带里，其家属跨越的区域包括了两个引力舱口，那个区域只要轻轻一推，就能将小行星踢出轨道，游荡进太阳系内部，有可能会撞上地球！

宇宙碰撞并非过去的事情，它们是现行的，潜在致命的。在木星和火星之间的小行星带里居住着Baptistina家族，一群石头源自一个因碰撞而粉碎的大物体。碰撞后，有些Baptistina家族成员被弹出了小行星带，据信至少最后一次击中了地球，造成了恐龙的大灭绝。
K-T灭绝事件不会是Baptistina家族狂怒的终结，有人称另一个成员在将来会再次威胁到我们的地球。研究人员一直在留意Baptistina家族，他们发现其家人拥有相似的轨道，但随着时间的推移，热效应，即雅科夫斯基力正将他们推入危险地带。

雅科夫斯基力是作用于小行星的热效应，能够改变其轨道，它们在阳光的照射下，需要有一点时间来加热，这就导致了热辐射给小行星一点推力改变其轨道。雅科夫斯基力并不大，但是经过数百万年的累积就很可观了。
随着时间的推移，这种逐步的轨道变化会产生另一场巨大的影响。当那些Baptistina家族刚好与木星发生共振时，就会碰到一个特殊的时刻，小行星会被击向太阳系内部，部分小行星将会进入与地球交叉的轨道，这就意味着它们有可能撞击到地球了，而如果撞击事件发生在现在的地球任何一个地方，那就会毁灭那里的文明了。
未来的碰撞可能会危及地球生命，然而科苏卢布撞击对于人类进化是个千载难逢的机会。人们总是说恐龙要是没有灭绝的话，人类就不可能出现，哺乳动物也不会登台，恐龙能够继续统治地球

6. 火星曾经有行星环吗？行星环是怎样形成的呢？

我们都知道土星有一个美丽的行星环，其实在太阳系中，木星、海王星和天王星也都有行星环，只是不如土星那样明显罢了，甚至有些矮行星也有行星环，比如妊神星。
火星曾经有行星环吗？行星环是怎样形成的呢？


↑土星


↑天王星


↑妊神星




如今的火星有两个小型的不规则卫星——火卫一和火卫二。火卫一的平均直径大约为11公里，距离火星中心约9370千米，火星的半径就达3380公里，因此这颗卫星距离火星表面只有6000公里左右，它公转周期为7小时59分，比火星的自转速度（24.62小时）都快得多，因此在火星上观察这个星体，会发现它是西升东落的。


而火卫二距离火星又很远，超过了2万公里，每30个小时18分围绕火星运行一周，但是该卫星的运行速度很快，科学家们认为这颗卫星正在远离火星，总有一天它会脱离火星的引力，游荡在太阳系中。


这两颗卫星的形状都很不规则，火卫一的轨道距离火星很近，近到已经接近火星的洛希极限，以至于科学家们认为火卫一总有一天会被火星拉碎，成为火星环或者撞击到火星的表面上。






马蒂亚·丘克等科学家如今猜测，火卫一最早的时候至少是现在的20倍大，但是在以往数十亿年间，一代又一代的火卫一都曾经历了这种“行星环⇒卫星⇒行星环……”的循环，而且正是它在一次分裂中将火卫二撞离了原先的轨道，所以火卫一被发现相对年轻，而火卫二相对古老。

7. 宇宙的早期历史！110亿年前古代“火环”星系在太空上瞪着地球

110亿年前，一个热烈而活跃的星系，看起来像一只眼睛瞪着整个太空。现在，利用来自夏威夷WM凯克天文台和哈勃太空望远镜的数据，天文学家已经捕捉到了其不眨眼的凝视的快照。
  
 
  
 这个星系R5519由一个扁平的恒星环组成，中间有一个洞，天文学家认为这是另外一团恒星冲过。像这样的星系，被称为“碰撞环星系”，在现代宇宙中很少出现。但这是天文学家第一次见到如此古老而遥远的地方。距我们星球110亿光年，它的古老光才刚刚到达地球。
  
 
  
  
 
  
 
  
    
 澳大利亚斯威本 科技 大学的天文学家，星系的主要科学家说：“它以恒星的速度比银河系速度大50倍。大多数活动都发生在它的环上，因此它确实是一团火光。”
  
 研究人员说，我们宇宙中大多数环形星系都是通过内部过程形成的。在现代宇宙中，只有千分之一是通过碰撞形成的。不过，根据5月25日发表在《自然天文学》杂志上的新论文，这个星系的形状确实是与另一个物体碰撞的结果。
  
 
  
 科学家们说，这种巨大的碰撞提供了有关早期宇宙普遍存在的条件的线索。那么，R5519不眨眼的“索伦之眼”形状是如何形成的呢？
  
 研究人员说，要形成一个环，像这样的星系必须从一个宽而平坦的恒星和气体盘开始。大约90亿年前形成的这样一个磁盘变成了螺旋状的银河系。另一个形成了仙女座，一个邻近的星系。
  
 
  
  
 
  
 
  
  
 但是，如果R5519的磁盘确实存在，如果它确实存在于另一个物体在其中心打出那个孔之前，它应该早在20亿年前就存在，而距大爆炸仅30亿年。
  
 澳大利亚国立大学天文学家，论文的共同作者肯尼思·弗里曼说：“这一发现表明，螺旋星系中的磁盘组装发生的时间比以前想象的要更长。”这改变了天文学家如何看待宇宙的早期 历史 。

8. 123亿年前的古老星系被发现，天文学家研究后，表示它不该出现

 在地球上，有着很多的岛屿，它们分布在不同的地方，大小不一，从高空中看过去，为地球描绘了一道特别的风景线。不过，很多人想不到的是，在宇宙中，也存在着各式各样的“岛”，它们分布在宇宙之中，只不过它们都要比我们想象中的大许多。
     
   
     
    宇宙中的岛屿是什么？ 
   众所周知，地球之所以能够孕育出生命，是因为地球处于太阳系的宜居带之中。整个太阳系由八大行星和各类小天体组成，如果你将太阳系看作一个整体，它便可以看做是一个“岛屿”，简单来说，整个宇宙中分布的各个星系，它们都是一个个“岛屿”，天文学家们也将星系统称为“宇宙岛”。
   在这些“宇宙岛”之中，包含了大量的恒星、宇宙尘埃、气体，同时，也包括着看不到的暗物质，在巨大的重力下，所有的一切都被束缚在其中。如果你愿意，你也可以说整个宇宙其实也是一座巨大的“孤岛”，我们都只岛上的一员。
     
   
     
    星系是如何形成的？ 
   关于星系的形成，天文学家目前一共分为2个观点：第一，在宇宙大爆炸发生之中，星系就已经诞生了，不过这个观点受到的质疑还是颇多的，因为如果137亿年之前就已经有星系的存在，那么其中的物质又是来自哪里呢？显然，这是无法解释的。
     
   
     
   第二，当宇宙大爆炸发生之后，渐渐冷却下来的气体和大量的宇宙尘埃等相遇，最终融合在一起，诞生了第一批恒星，也诞生了第一批星系。通过之前的观测分析数据来看，理论上来说，在宇宙诞生的早期，也就是大爆炸发生的20-30亿年时间里，巨大的星系是无法形成的，不过，前段时间的发现却颠覆了天文学家的认知。
     
   
     
    天文学家发现距今最古老盘状星系 
   根据国际性科学周刊《自然》杂志上最新的一篇报道，在距离地球123亿光年之外的地方，“Wolfe Disk”盘状星系的发现，让天文学家对于宇宙，又有了新的了解。
   在宇宙大爆炸发生了15亿年之后，“Wolfe Disk”就已经诞生了，而且奇怪的是，一直到今天，“Wolfe Disk”看起来还非常的年轻，这让天文学家在2017年首次发现它的时候，还曾经误以为它是宇宙中的“后起之秀”。
     
   
     
    “Wolfe Disk”是如何形成的？ 
   那么，根据之前天文学家建模分析得出的结论，“Wolfe Disk”是本不应该存在，为何它可以在宇宙早期出现呢？天文学家认为，这可能都是暗物质的功劳。近年来，很多天文学家都认为，宇宙的重要组成部分是暗物质，大约占据宇宙总质量的85%-90%，同时，天文学家也表示，暗物质对于星系来说，就好像是粘合剂，它可以让星系变得稳定，也可以让恒星形成的速度变快。
     
   
     
   这也意味着，在大约123亿年之前，暗物质让“Wolfe Disk”中的气体快速的冷却下来，加速了内部恒星的形成，最终让“Wolfe Disk”提前结束了“暴力”合并的过程，成为了宇宙中幸运的星系之一。
    
    参考资料： 
   环球网：《古老盘状星系Wolfe Disk的形成时间比以前认为的要早45亿年》.05-25.