尽管科学家们如今已经发现许多关于太阳系的历史，但地球的成因至今仍在探索中。
关于地球的谜题在于，地球的运动和早期的岩层变化为何与今天会有如此不同，另一方面则是地球内部的神秘活动，这究竟会是什么呢？
现在一项新的研究表明，地球早期或许有一部分来自外星球残骸，这颗火星大小的行星在45亿年前撞击了地球，随之诞生了月球，并在地幔深处留下了两个巨大的结构。
地球在诞生之初究竟经历了怎样的变化？撞击地球的行星又是怎么回事？地球内部的结构是怎样的形态？它们会对地球造成怎样的影响？
地球大碰撞假说
本文将就地球动力学、地震学、行星结构等多个方面来解答这些问题，接着一起来看看科学家们是如何发现地球内部这两个巨大结构的，为何会说它可能是外星球残骸？
地球深处的超高山脉
关于地球的诞生和起源经历，这方面要从科学家研究行星动力学和地震学中说起。如果想要了解地球的整个形成过程，就必须仔细地从内部寻找答案。
2012年，科学家们在全球下地幔的地球和行星动力中建立了一个模型，这个模型是关于剪切速度在全地幔模型中的作用。
研究区域选在了非洲和太平洋最下方地幔，这一部分的分析利用了地震层析成像。
随后科学家利用这些数据整合发现，这两处地区都有一个特殊的结构，科学家将其称之为大型低切变速度区，简称LLSVPs。
LLSVP结构动图
非洲和太平洋地区的两处都横向延伸数千公里，并可能从地核-地幔边界一直垂直延伸1000公里，而太平洋地区的LLSVP横跨长度达到了3000公里。
如果将它们从地球深处延伸往上，可以轻松超过世界最高峰珠穆朗玛峰，并且比它还要高出100倍。
地表最高峰也不过如此
同时，科学家还发现这些区域不仅在长度上表现夸张，覆盖面积同样广泛，相关区域的地幔覆盖面积占据地球的6%。
另外科学家采用了多种数学模型分析，以及地震学全局断层扫描模型。
模型证明了通过剪切波速度，不仅可以验证LLSVP的既定位置，同时还能表现稳定的地幔对流模式。
在地球动力学中，科学家一般会用地幔对流模型，模型显示相关的独特材料会被卷起成为山脊或者堆积起来。
如果在相关的建模中加入过去真实存在的板块运动时，这些材料会扫入进与LLSVP当前位置十分相似的位置。
换句话说，地球过去的板块运动会有更深层次的原因，并且极有可能受LLSVPs的影响。
但这样的结构又是如何形成的呢？
板块运动是否有更深层次的外力影响
外星球残骸碎片
目前学术界针对LLSVPs的起源和持续存在还并不统一，它主要取决于它究竟是俯冲洋板的积累，还是外来因素导致，比如地球撞击学说。
但近年来，科学家们越来越接受第二种说法，即撞击假说。
天文学方面的相关研究让科学家们一致认为月球是在45亿年前，由一颗名叫忒伊亚的小行星撞击导致。
这颗如火星般大小的小行星撞击了早期的地球，与此同时，忒伊亚的碎片和地球的碎片结合，一部分形成了月亮，一部分组成了现在的地球。
或许正是这次撞击才形成了地球
如今新发现的两处LLSVP可能正是由此而来，这个说法已经提出就引来了许多争议。
一方面它或许会推翻过去许多关于地球的相关研究，同时它也证明现在的地球有部分可能来自外星球的残骸。
至于忒伊亚去哪儿了，科学家并不知道。
坦佩亚利桑那州立大学的地震学家表示，地震产生的地震波在穿过地层时会遭遇突然减速，这表明它们比周围的地幔岩石更致密，并且有不同的化学性质。
相关的研究表示，大型低切变速度区可能是地球原始岩浆在海洋深处的结晶，或者说它们是原始地幔岩层的高密度水坑。
这一部分在月球的形成过程中，虽然受到撞击，但最后还是得以保留。
但基于新的同位素研究和模型表示，亚利桑那州立大学的研究人员认为，LLSVP是由外星球撞击了地球内部所导致。
来自冰岛和其他岛屿的相关证据表明，从月球撞击形成以来，LLSVP就已经存在。
加州大学的地球化学研究成员认为这很有可能。
因为相关的地震研究在其他岛屿地区的熔岩处发现了含有放射性元素的同位素记录，而这些元素的历史十分古老，至少是在地球正式形成前的1亿年里形成的。
其他岛屿发现的同位素
就目前的相关研究而言，LLSVP起源于板块构造较为人们所接受，这项研究结果主要来自中国地质大学以及相关的多个海洋地质研究所。
根据他们的研究和假设，由于历史上堆积的俯冲洋壳，逐渐积累了LLSVP。
相关的证据来自于大洋中的玄武岩化学分析，科学家们认为，同位素确实可以通过浅层、地表和近地表的俯冲运动来解释。
俯冲陆源沉积物可以促成具有较高的同位素锶87、86，以及少量的钕海岛玄武岩。
洋岛玄武岩（OIB）与洋中脊（MORB）之间的化学区别
尽管这类岩石和岩层中的同位素聚集和元素并不多，但相关的研究表明，大洋岩石圈俯冲到下地幔，由于固态和液态的负浮力，俯冲到下地幔中的洋壳不会大量返回上地幔。
而玄武地壳向下地幔转移又是一个不可逆的过程，最后下地幔的元素逐渐富集在剩余的洋壳岩性中。
下地幔区域十分靠近核心部分
同时，在下地幔的环境作用下，大洋中脊玄武岩岩壳会在俯冲板片中分离成致密的地壳。
最后沉入地幔底部，形成LLSVP，并在这种特殊的环境中保持着自身的形状。
因此，综合这方面的研究以及相关论述，地球诞生于外星球残骸才会引起如此大的争议。
那么关于这些，持有相同论点的科学家们又是如何证明的呢？
撞击而来的地球
前面我们有提到行星动力学的相关研究认为了这种可能，另一方面证据则来自于月岩的研究。
科学家在对月岩的研究中发现，月球环境干燥无水，有一方面是因早期的形成过程所导致。
在大碰撞假说中，地球在碰撞之后，水这样的挥发物会蒸发逃逸，由一圈密度较小的岩石会先被抛出碰撞，最后合并成月球。
阿波罗月岩研究表明，月球样本中的轻氢含量远高于地球岩石中的含量。
月球岩石
相关的研究表示，如果要捕获并保留这么多的轻氢，那么撞击的星球一定非常巨大，同时也非常干燥。
因为在太空的形成过程中，自然富含重氢的任何水都会提高整体氘含量。这样的行星会分裂成具有贫铁的核心，以及富铁地幔的地层，它们的密度会比现在地球上的高出2%~3.5%。
氢的三种同位素
为了应验这种说法，科学家模拟了忒伊亚的模型。相关的模型表明，在碰撞完成之后，忒伊亚的核心很快便与地球核心合并。
模拟同时也表明忒伊亚的高密度岩层最终在地核附近堆积如山，这与之前的阿波罗月岩中的氘元素研究证据完全吻合。
此外，忒伊亚的模型已经被认为是火星般大小，这也能解释为什么LLSVP会有这么大的规模，只有大质量的小行星才能造成这种后果。
总体来讲，亚利桑那大学的各种研究都表明地球形成可能来自外星球残骸。
忒伊亚和地球、月球的关系
不过相关的研究仍在继续，由于目前的争议还较多，部分科学家还不认同这种说法。
因为阿波罗样本中没有一个能够直接表明它是未受到改变前的地幔岩石。
从这一点来看，未来我们在月球上的样本采集，以及南极最大撞击坑中的采样或许能够揭示它们。
至于地球究竟是怎么形成的，只有等待时间来告诉我们答案了。
