新华社客户端上海11月3日电（记者 张建松）由美国加州理工学院、亚利桑那州立大学、中国科学院上海天文台等机构学者组成的国际研究团队，研究发现地球深部的两个巨大“异质体”，很可能就是45亿年前月球与地球大碰撞后的遗留残骸。

　　这一研究结果不仅为月球形成的大碰撞理论再添新证据，也为理解地球内部结构和演化、乃至内太阳系形成过程提供了新思想。相关论文11月2日发表在国际学术期刊《自然》（Nature）并入选封面文章。

　　月球是如何形成的？目前主流的大碰撞理论认为：大约45亿年前，原始地球（Gaia）曾与一颗火星大小的原行星忒伊亚（Theia）发生大碰撞，月球就是从大碰撞产生的碎片盘中聚合生长而成。然而，这一经典理论难以解释地球和月球成分的高度相似性。为进一步完善月球形成理论，中国科学院上海天文台邓洪平副研究员开发了新的无格点计算流体力学方法，可更加准确地追踪大碰撞过程中的湍流和物质混合。

　　利用该方法对月球形成大碰撞进行模拟后，邓洪平发现，碰撞后的早期地球地幔结构是分层的，上、下地幔拥有不同的成分和物态。上半地幔为岩浆洋，由原始地球（Gaia）和忒伊亚（Theia）充分混合而成；下半地幔则基本为固态，保留了原始地球（Gaia）的物质成分。

　　他与苏黎世联邦理工大学的地球物理学家进一步提出，这一分层结构可能仍残存至今，对应地幔中部的全球地震波反射体。这挑战了大碰撞导致地球均一化的传统观念，对理解早期地球的演化至关重要。2019年，国际天文学期刊《天体物理学报》（The Astrophysical Journal）发表了这一研究成果。

　　上个世纪70年代，地震学家通过地震波探测地球，发现在非洲板块和太平洋板块下方约3000公里深处有两处“异质体”。当地震波穿越这些区域时，波速明显下降，表明该区域比周围的岩石更致密，且化学性质不同，被称为“大型低速体（LLVPs）”，它们的形成一直是个谜。

　　美国加州理工学院袁迁博士等学者认为，LLVPs很可能就是由进入原始地球（Gaia）下地幔的少量忒伊亚（Theia）物质演化而来的。为了发展这一理论，袁迁邀请邓洪平加入了他们的研究团队，共同探索大碰撞后地球深部忒伊亚（Theia）物质的分布及状态。

　　中外研究团队通过开展高精度的模拟分析，发现并证实与LLVPs质量相当的忒伊亚（Theia）地幔物质，进入到原始地球（Gaia）下层地幔。同时，还演算出这些忒伊亚（Theia）地幔物质与月球岩石一样富集铁元素，因此比周围原始地球（Gaia）物质密度更高，可快速下沉至地幔底部，并在地幔的长期对流作用下，形成了两块显著的LLVPs区域，历经45亿年的地质演化，至今仍稳定存在。（受访者供图）

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