现在,已用大规模的空间研究设备来探测太阳系。但是,要弄清太阳系的起源,还有一段漫长的道路要走。
在1980年到来之际,宇宙探测火箭已到过行星系的三颗星体:月球、火星和金星。就近观察了水星、火卫一,火卫二,并进行了多种测量。这些从空间获得的成果充实了地面观察和地质学家、地球矿物学家以及气象学家为重新弄清行星起源所获得的资料。
太阳系初期的石流
以上的观察阐明了太阳系历史早已定论的一章。在太阳系初期,空间散布着大量体积微小(直径1公尺或1公里)的物质。由于相互碰撞,某些物体的质量增大了。同时,在重力场的推动下,这些物体捕获物质的效率得到了提高。而空间物体数目逐渐减少。于是,在石流内部诞生了行星和卫星。普遍存在的环形穴充分证明了这一点。
这种石流无疑对行星初期的发热起了很大的作用。同时,天然放射性也对此发挥了难以估量的作用。地球与月球的析出物、变质和石铁陨星的存在,也是近年来收集到的行星初期发热的证据。
行星发热历史长短是由其质量和陨星流时间过程所决定的。质量低的、太阳系最原始的含碳球粒状陨星从未超过几百度K左右。行星凝结的年龄将近四十六亿年(广言之,整个太阳系也是这个年龄)。
火卫一、火卫二(直径25公里)上环形穴的相对大小和密度和陨星不断碰撞是相一致的。这两个星体像陨星一样其发热的历史很短。
月球的发热持续了大约几亿年。清晰、平坦的月面海是这时期末最后一批来自月球内部熔岩留下的痕迹。以后,火山活动和大陆运动丝毫没改变月球的永久“石化”形状。
水星的质量比月球轻四倍,但是,它和月球的演变相仿。水星的发热期比月球稍长。
相反,火星的质量比月球重九倍。它由两个十分不对称的半球组成。一个半球像月面一样凝结;另一个似乎是火山频繁活动的中心。熔岩流(也许是水流)影响了它的结构形状。在十亿或二十亿年前,熔岩流的活动达到了顶点。
有关金星表面的资料还是很零碎的。人们焦急地等待着1978年12月探测所获得的资料。即使有腐蚀作用的影响,从对环形穴的统计中还是发现金星的内部活动比地球内部缓和,但是其质量几乎和地球相等。这是什么原因呢?
火山活动、板块构造、由初期发热未泄层而推动“流动”岩的大规模对流运动,这一切说明;地球是有生命行星的典型。
行星的反常是由于最后的碰撞
1970年初,通过宇宙探测火箭测量行星磁场,发现行星都有十分相似的经历。地球、太阳、木星的磁场是奥斯特级;水星和火星是毫奥斯特级;至于月球和金星的磁场是10-5奥斯特级,类似于由太阳风传送的行星间的磁场。这种相似的磁场是由发热活动和旋转周期的组合效应引起的。金星漫长的自转周期(243天)无疑是其弱磁场的原因。但是,为什么它自转得这样慢呢?
要回答上述各种问题,也许应该(而且必须)考虑到最后碰撞的“偶然”特点。最后的碰撞是由两个体积非常庞大的物体造成的。这种最后的碰撞大概可解释火星的两个半球不对称和金星的缓慢自转(弱磁场)以及天王星的逆行轨道。尤其值得注意的是;剧烈的碰撞可能把一块地壳抛到空间,于是可能就形成了月球……。无论如何,这是今天我们说明月球起源的含错误最少的理论。同时,它向过分自信的读者说明:在真正弄清太阳系的起源之前,还有多长一段道路要走。
[La Recherche 1979年5月10卷100期511页~512页]
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* 法国国家科学研究中心(CNRS)研究主任。