本文作者：溯鹰

【地球的核心或许发生过剧烈的星球级核爆炸，将新生不久的地球炸裂开来。那场爆炸抛出的碎屑，聚焦在一起，便形成了今天我们熟悉的月球。图片来源：mrwallpaper.com】

月明星稀，皓银当空。对地球上的所有文明来说，晴朗夜色中那盏皎洁的玉盘，都不啻是幻想和奥秘的化身。月光女神是那样的高洁而羞涩，以至于在当下的科学世纪，对月球的畅想，都丝毫没有随着社会理知化的大行其道而丧失其神秘的光环。只不过，此时的喻体，已经悄然地从“桂树园”和“月宫”，变成了“地球历史的太空档案馆”。当然遗憾的是，这座档案馆目前对人类开放的资料还极为有限，以至于阿波罗旅人带回的几块零星月岩，便足以让地上的人们展开一幅轰轰烈烈的幻想画卷。

就比如说，为地球描绘一幅史诗般的开场。遥想46亿年之前，幼年的太阳，散发着其微弱而蠢蠢欲动的雏光。这微弱的阳光漫射在纷飞的星尘中，投下星子之间频繁碰撞的身影。就在这混沌世界的某处，一颗火星般大小的原行星与地球相撞了，它们的星核破裂、外壳飞溅。遑遑46亿年的地史，便在这深大冲击（Giant Impact）中开启了它的第一个纪元——冥古宙（Hadean）。这次撞击十分惨烈，以至于地面上升腾的尘屑足以形成一股直达太空的烟柱。在这亘古之柱中，创生了我们唯一的天然卫星——月球。

作为一个假说，深大冲击成功地占据着地球与行星科学界内有关月球成因的主流地位。但是，这样富有冲击力的画面，毕竟是谁也没见过、没证实过的场景。主流不等于真相，所以必然还有其他一些“在野”的说法为我们带来另外的声音。由于深大冲击的细节在《行星撕裂的惨剧，地球或许也经历过》一文中已经讲述，我们不妨一追到底，看看还有别的什么新鲜说法一直在坚持不懈地挑战着主流。

小达尔文的月球起源

对地球来说，月亮可以算是太空中最为“亲切”的天体了。即便如此，它身上承载的谜团，也丝毫不亚于任何一个光年开外的地外世界。纵观太阳系八大行星，我们不难发现这样一个事实：像木卫二（Europa）、土卫六（Titan）这样的大型球状卫星，几乎都是气态巨行星的专属“小弟”。根据太阳系演化理论，小行星带内部的岩石行星（水、金、地、火），理论上来说“无权拥有”成熟的卫星，能在飞进来的小行星中侥幸捕获一两个，便算很不错了（比如火卫一和火卫二）。

月亮的存在偏偏造就了一个突兀的例外。它拥有气体巨行星的卫星才拥有的静力平衡外貌——球体；又有着巨大的直径——甚至超过了地球的1/4。同时，月球也有着巨大的质量，使它完全不可能是一个飞进地球引力圈而被捕获的“过路天体”。种种证据都暗示着：月球，很可能就是太阳系内带里土生土长的家伙。在这样的预设，使得对月球起源的研究从一开始就有了相对明朗的方向。

就比如，在《物种起源》掀起的科学波澜尚为壮阔的19世纪，便有人开始琢磨起月球这类比生命尺度更大的物体的起源了。彼时，天文学家乔治·达尔文爵士（George Darwin）就十分积极地鼓吹着他那引以为傲的“月球起源”，试图在其父——查尔斯·达尔文（Charles Darwin）——掷出《物种起源》这个科学界的重磅炸弹之后，继续将达尔文氏的“起源”伟业抛向更为深邃的宇宙。

依照小达尔文的说法，当时我们的“原地球”在太空中转啊转，由于自转速度太快，被离心力搞得碎了一“地”。此时的原地球就像一个外壳粉碎的核桃，一地果壳被华丽丽地抛向宇宙，最终在万有引力的作用下转成了月球。

在那个天文和物理学飞速发展的时代，这个冷幽默式的假说，没过多久便成为了科学界群起攻之的对象。人们批判这假说的武器自然是物理学：无论是小小的台球桌，还是宇宙这大舞台，小球大球的运动都得遵循那些亘古不变的定理——比如能量守恒和动量守恒，当然还有专门描述旋转物体的角动量守恒定理。小达尔文的“月球起源”之所以很快被抛进粉碎机，便是触到了角动量守恒这条高压线。

根据这一原理，“原地球”的角动量理应大致等于今日月球和地球的角动量之和（已考虑其他杂七杂八的干扰因素）。以现今计算出的地－月自转速度倒推回去，会发现“原地球”的转速可达到4小时一圈。这个速度比起24小时自转一圈的今天来说虽然已经够快，但问题在于——即便以这个速度自转，“原地球”还是无法提供足够的离心力，分裂出一个月球来。如果想自行分裂，那么一天（自转一周）的时间得至少压缩到两个小时以内才行。

就这样，小达尔文的“自分裂理论”破产了。接下来跟进的学说便是深大冲击。虽然不得不承认，深大冲击也有着一些没法解释的地方，但在科学这个“如果没有真理，就先接受最优解”的话语体系中，深冲论最终还是因为“犯事儿最少”而稳稳地坐在主流假说的宝座上，一坐就坐到了现在。

【主流观点认为，一颗火星大小的天体在40多亿年前与地球相撞，进而形成了月球。但这一观点存在难以解释的问题，比如月球的化学构成为何与原始地球如此相似。图片来源：freewebs.com】

地球分裂死而不僵

自小达尔文以降，近150年过去了。跟深冲论唱反调的假说还有没有呢？当然有，而且不少。多少异见人士之所以坚持不懈地在深冲论面前找茬，原因就在于他们死死抓住了后者最主要的一条矛盾——地球岩石和月岩的化学特征高度吻合。

如果按照深冲论的解释——月球诞生于两个不同星球撞击的碎屑，那么月岩的特征应该在“父母”那里皆有继承才对。但是，对阿波罗计划带回的样本进行测定后，人们发现，月岩的化学特征只与原始地球相同。在地球化学数据面前，说好的地外行星呢？说好的忒伊亚呢？说好的撞了一下腰呢？这些都成为了深冲论下语焉不详的“月之暗面”。

而反观自分裂理论，其实吧，它错也只错在了动量问题上。这虽然是一个严重的“原则错误”，但如果把角动量问题解决好，只给出一个原地球的它，在解释地－月岩石化学特征的吻合方面，便具有得天独厚的优势。

随着地质学和行星科学的日益进展，“在野”的自分裂理论也以解决角动量问题为目标，期盼着自己终有一天能够重新抬头于世。那么，到目前为止，深冲论和自分裂论之间，究竟能不能重新一决高下呢？

自分裂理论产生角动量守恒矛盾的根本原因，在于它将地月系统预设为一个近似封闭系统。如果有什么巨大的事件把“原地球”的动能大幅度耗散掉，岂不就解决了动量守恒的问题了？消耗→能源→大事件——在这样的逻辑推理中，有人开始盯上了地核，盯上了这个地球的心脏、行星的终极能量机关。

地心大核爆！

地核，是在行星分异（Planetary differentiation）的作用下，深处于地球最内层的一个震波不连续结构。它具有足以媲美太阳的高温和剧烈的核反应，以铁素的流动而成为地球磁场的发电机，以巨量的热能输出而成为板块构造和地幔柱运动的动力引擎。地磁场、板块构造、地幔柱，这些东西可不仅仅是查尔斯·达尔文的物种得以“起源”的必要条件，甚至也是有可能灭绝物种的绝佳杀手。（想想二叠纪末期那高达95%的物种消失比例吧！）

可为什么月球能跟深在地球中心的地核扯上关系呢？

星核是个巨大的核反应堆，如果它引发超级核爆，必然将使人类的那些被称为“氢弹”的小小烟花相形见绌。在行星分异这个亘古不息的机制面前，重元素会缓缓沉入地球深部聚集，而轻元素则会上浮至地球浅层富集。放射性的元素——铀（U）、钍（Th）、钚（Pu）等都比较重，当它们在自身重力的驱动下缓缓沉入地球深部时，会越聚越多，最终形成大规模的储集层（Reservoir）。

这些储集到地球深部的核燃料一旦被地核中释放出的快中子轰击，灾难性的链式反应便很容易发生。这是超大规模的星球级核爆，比小达尔文的旋转自分裂理论更为激烈，而且还能以“大幅度能量幅散”来解决古今地月系统角动量不同的问题。如果这种机制的确存在，便没有人能够对自分裂理论断然下一个“不可能”的定论。

【如果远古地球真进行过那么一次“地心大核爆”的话，脆弱的新生地球的表壳很有可能被炸开，进而形成丰富的碎屑而被离心力抛向宇宙。图片来源：superbwallpapers.com】

那么，究竟地心核爆有没有可能呢？今日，地质学家在地球上的某些地区找到了一些地体，声称是“古老天然核反应堆的废墟”。我们知道，放射性元素会自发衰变成稳定同位素。这些作为衰变产物的稳定同位素，在自然界一般都如凤毛麟角般地分散于茫茫岩海。但如果在某些地区能够发现这些稳定同位素超乎寻常地富集，那么，就有理由相信那里曾经发生过大规模的放射作用，乃至剧烈的核活动。

“星球级核爆”在今日固然无法看到，人类应该庆幸于此，但这不代表在地质历史时期，这种“爆炸性事件”不会随时给咱们的地球干那么一家伙。衰变的另一个常见伴随词是半衰期。今日的天然放射性同位素之所以那么少，是因为在亿万年的地质时间中，绝大多数都衰变成了稳定同位素。根据现今地球上稳定同位素产物的丰度来倒推，可想而知，在地球诞生的远古之时，大地中封存的核燃料是多么地丰富。

所以，如果远古地球真进行过那么一次“地心大核爆”的话，脆弱的新生地球的表壳很有可能被炸开，进而形成丰富的碎屑而被离心力抛向宇宙。这次不一样的地方在于——于此同时，核爆能够将巨大规模的地球能量耗散至地月系统之外的宇宙空间中，由于丰富的动量被带出，“原地球”与现今地月系统角动量的差值，也就有了一个自洽的解释。

这样的说法对不对？说实话，和深冲论一样——今天的我们不可能知道。我们唯一知道的是，无论太阳系的早期历史中深埋着怎样不可重现的事实，都不妨碍我们站在46亿年后祥和的蓝星上，对天空中那轮明月坚持一份不断“进化”着的幻想。从嫦娥奔月到深大冲击，从玉兔捣药到地月分裂——谁能说得准，我们这份成长着的幻想，能不能真的在未来的某天碰到真相的某个角落呢？

参考资料

• Stuart Clark, 2013. Tick tick boom, the Earth spits out a moon. New Scientist.

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本文首发于果壳网（guokr.com）自然控主题站《地心核爆炸，月球起源又一说？》