我们怎么知道小行星是和地球同时形成的呢?

Question

继续这个问题为什么地球的年龄是通过陨石而不是地球本身的岩石来确定的?那么，我们有什么证据表明小行星确实是与地球同时形成的呢?有实物证据吗，还是主要通过模拟得出的结论?

Answer 1

我们有什么证据表明小行星确实是与地球同时形成的?

这取决于你对“同一时间”的定义。太阳系和地球的形成并不是在某一特定时刻发生的，而是一个连续的过程。这也取决于你对“小行星”的定义。

我尽量把事情整理一下。

1. 地球上已知最古老的物质是澳大利亚杰克山的锆石。它的年龄最近被修正为4.382亿年。我们知道这个，因为我们测量过。^（1）
2. 月球形成事件发生在4.448亿到4.413亿年前。^（2）现在，锆石应该比月球更年轻(因为月球形成事件会破坏地球上任何已经存在的矿物质)。然而，这两个年龄之间有轻微的重叠。这是由于分析能力有其不确定性和误差。

这意味着地球至少在44亿年前就存在了，因为地球需要有月球。地球并不是突然出现的，而是在一段时间内形成的，在这段时间里，小的星子相互碰撞，吸积形成了一个更大的天体。

现在的问题是，这些星子的年龄是多少?我们无法确定，因为它们都与地球融为一体，但我们可以观察小行星，了解它们的年龄。我们通过测定落在地球上的陨石的年代来做到这一点，这些陨石在某些情况下是通过(甚至更多的)碰撞和撞击从小行星上炸开的。

当你观察一种叫做球粒陨石，您可以看到被调用的对象蔡S(钙铝夹杂物)。这些物质是在行星和星子形成之前就存在于太阳星云中的蒸发气体凝结而成的固体。这些基本上是太阳系中最早形成的固体，它们定义了太阳系的诞生。我们知道它们形成于4568年^(3、4)或4569.5⁽⁵⁾百万年前。

行星体(在本文中被认为是千米大小的岩块或岩石，能够熔化并分化为地幔和地壳，并通过吸积形成合适的行星)大约在4566.2亿至4567万年前开始形成^(5、6、7)。我们知道这一点，因为我们可以确定陨石的年代，我们知道这些陨石起源于小行星。这距离太阳系中第一个固体液滴形成仅仅200万年。现在，虽然200万对于你的日常通勤来说似乎是很长的时间，但对于行星的进程来说并不太长(考虑到地球的4.5-4.4)欧元岁)。

现在有一个时间间隔——在4566年(星子和小行星的形成)和4413年(月球的形成)之间发生了什么?还有大约1.5亿年我还没讲到。在那段时间里，地球是以线性方式逐渐增长，还是形成得相当快?幸运的是，这个问题也有答案。根据一些测量的地球化学数据表明，地球的大部分质量实际上是在太阳系形成后约1000万年增加的(8)。那可真快!所以地球在月球形成之前，已经独自存在了大约1亿年。至于地球本身是如何形成的，它可能只是小型行星的合并，较大天体的碰撞，或者完全是其他的东西。化学证据和物理模型并不总是一致的，这都是高度争议的。

这是一个快速发展的领域，由于更好的分析能力和更好的模型，不断有新发现。看看下面这些论文的年份就知道了。这是一个前沿的，令人兴奋的研究领域。我在这里写的所有东西都可能是不准确的，甚至是完全错误的，但这就是科学的乐趣。

有实物证据吗，还是主要通过模拟得出的结论?

所以这是两者的结合。你会发现物理证据:来自地球的岩石和部分陨石及其矿物质。你测量它们的同位素组成来发现它们的年龄和其他特征。然后你做一个模型(或模拟)，试图看看为了使物理属性一致必须发生什么。

进一步阅读:

介绍陨石和太阳系的起源-一个非常容易理解和有趣的阅读。

陨石的计时学与地球和月球的形成-更技术性的审查，可能是付费墙。

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参考文献:

^{1 Valley, J. W.， Cavosie, A. J, Ushikubo, T.， Reinhard, D. A.， Lawrence, D. F.， Larson, D. J.， Spicuzza, M. J.(2014)。原子探针断层扫描证实了后岩浆海洋锆石的冥古宙年龄。自然地球科学生态学报，7(3)，219-223。doi: 10.1038 / ngeo2075}

^{2 Carlson, R. W.， Borg, L. E.， Gaffney, A. M.， & Boyet, M.(2014)。月球镁组的Rb-Sr、Sm-Nd和Lu-Hf同位素系统:月球地壳年龄及其与月球形成时间的关系哲学的事务。A系列，数学，物理和工程科学中文信息学报，372(2024)，20130246。doi: 10.1098 / rsta.2013.0246}

^{3 Bouvier, A， & Wadhwa, M.(2010)。太阳系的年龄被陨石包裹体中最古老的Pb-Pb年龄重新定义。自然地球科学生态学报，3(9)，637-641。doi: 10.1038 / ngeo941}

^{4 Burkhardt, C, Kleine, T.， Bourdon, B.， Palme, H.， Zipfel, J.， Friedrich, J. M.， Ebel, D. S.(2008)。富钙、富铝包裹体的Hf-W矿物等时线:太阳系的年龄和星子中核心形成的时间。地球化学与宇宙化学学报生物医学工程学报，72(24)，6177-6197。doi: 10.1016 / j.gca.2008.10.023}

^{5 Baker, J.， Bizzarro, M.， Wittig, N.， Connelly, J.， and Haack, H.(2005)。从4.5662 Gyr开始的早期星子熔化的分化陨石。自然， 436(7054)， 1127-31。doi: 10.1038 / nature038825}

^{6 Greenwood, R. C.， Franchi, I. A.， Jambon, A.， and Buchanan, P. C.(2005)。太阳系早期小行星上广泛存在的岩浆海洋。自然， 435(7044)， 916-8。doi: 10.1038 / nature03612}

^{7 Amelin, Y.， Kaltenbach, A.， Iizuka, T.， Stirling, c.h.， Ireland, t.r.， Petaev, M.， & Jacobsen, S. B.(2010)。太阳系最古老固体的U-Pb年表，变量为238U/235U。地球与行星科学通讯， 300(3-4)， 343-350。doi: 10.1016 / j.epsl.2010.10.015}

^{8 Rudge, J. F, Kleine, T.， and Bourdon, B.(2010)。地球化学模型对地球吸积和地核形成的广泛限制。自然地球科学生态学报，3(6)，439-443。doi: 10.1038 / ngeo872}

Answer 2

金牛座t星的形成意味着原行星盘的终结，而行星和小行星可以从原行星盘中形成。当那颗星点燃时，末日就在眼前。巨大的太阳风和太阳辐射压力把所有的小物体扫得干干净净。有些向内，有些向外。那里没有尘埃和气体，无法形成新的行星和小行星。唯一能做的就是清除那些逃脱了太阳风和辐射压力的不那么小的物体。

Answer 3

地球的年龄为4.55Ga，实际上是一个基于铁镍陨石的“硬物质”的日期，使用放射性同位素定年法测定。

如果你有足够的陨石样本，应该有可能识别出那些同位素暗示不同年龄的陨石。例如，在绘制时，它们的Pb同位素比率将具有不同的梯度。我们没有看到这一点。

Answer 4

我们太阳系内绝大多数天体的轨道与太阳的旋转方向相似，这一事实是观测证据，表明它们几乎是在同一时间由相同的过程形成的。一颗流浪行星/原行星/小行星在时空中被我们太阳系的引力足迹捕获，将有50%的机会在同一方向上发展轨道。如果这是一个逆行轨道，它存活的机会就会小得多。想想一个纳斯卡车手决定往错误的方向比赛。

我当然不是说轨道力学中不会发生奇怪的事情，虽然我们的太阳系已经从早期灾难性混乱的日子里平静了很多，但目前越来越多的科学家相信海王星和天王星交换了轨道由于木星和土星以及一颗逆行太阳轨道的系外行星的和谐引力(WASP-17b)要么是一颗被太阳系捕获的流浪行星，要么是它的轨道因与另一个物体的近距离碰撞而翻转到与太阳相反的自旋方向。

Answer 5

也许需要退后一步，以获得更大的视角。请注意Michael提供的答案中的这句话——“这可能是完全错误的”。

这个问题揭示了一些非常明显的假设:我们知道地球是如何形成的。2.我们知道地球是何时形成的。

目前的吸积理论站不住脚——无论是隐喻上的还是字面上的。太空中的尘埃或岩石不可能自行吸积形成像地球这样的天体。即使是基础物理学也不同意这种说法。模拟必须忽略这一基本事实，而是引入模糊因子，使岩石和灰尘在碰撞时“粘”在一起。你只要走出去，试着让石头在相互碰撞时粘在一起——你自己确认一下，在太空中，这种方法是否有效，因为太空中飞行的阻力更小。此外，即使人们允许一些神奇的放射性物质的热污泥粘在一起，也会立即产生另一个问题:由于热量而排斥水。地球上所有的水都无法从外太空到达地球。为什么水只会撞击地球，而火星、金星和月球却没有任何水撞击的证据?

接下来的问题是如何测量事物的年龄?

不幸的是，年龄不是一种我们可以直接测量的物理属性，像长度、体积、密度等。

为了知道任何事物的年龄，一个人需要在它出现的时候在场，然后有一些方法可以给它指定某种时间流逝的度量。简而言之，年龄是一个抽象的概念，不能用物理方法测量。

可以测量的是放射性物质的母产物和子产物的原子数目的比例。但是，确定了这个比例并使用衰减率来确定年龄并不能给出真实的年龄。你有没有找到一份校准记录来证实放射性方法确实给出了正确的年龄?有人见证并记录了基本放射性岩石的形成，然后用放射性衰变法追踪了它的年龄吗?在我看来，还没有人这样做，事实上，对圣海伦火山喷发中新形成的玄武岩进行的一些测量，得出的年龄显然是不正确的。它所能得出的最好结果是一个基于一些非常有问题的假设的“年龄”。

由于我们不知道地球的历史，我们需要对它的创造做出一些假设。我们需要某种形式的“时钟”，通过它我们可以测量地球的年龄。这个时钟必须独立于地球本身，这就是为什么人们使用流星体，假设它至少和地球本身一样古老。

主要的问题是，我们需要知道时钟何时开始滴答作响，但我们没有任何办法建立一个客观的方法来确定这一点。没有人在场见证和记录这一事件。问题就在这里。

即使你假设放射性衰变以恒定的速率发生(我们已经看到现在不再正确)，你仍然必须对所涉及的数量做出假设。但这里还有另一个问题——你不知道原始材料的来源和历史——它在开始放射之前存在了多久?一个可以无限延伸下去。

因此，尽管迈克尔给出了高度“科学”的答案，但事实是，如果不对宇宙的起源做出一些高度形而上的假设，就无法确定地球的年龄。对于整个宇宙是如何形成的，你必须做出一些可疑的、未经证实的假设。它不能科学地确定，尽管使用了当今宇宙学中最新和最伟大的技术。江南登录网址app下载我们根本不在那里。我们没有目击者的描述。我们没有记录。我们能做的最好的事情就是假设起点。

你可能不喜欢这个答案。你甚至可能会因为看到它而生气，但不幸的是，你不能把它的有效性排除在外。