當觀察太陽系中的各種物體時以上,科學家發現證據表明其中一些似乎正在縮小。那麼到底發生了什麼事,這會發生在地球上嗎?
水星正在縮小
早在 1974 年,美國太空總署的水手 10 號任務就飛越了水星,發現了水星這個太陽系中最小行星正在縮小的證據。這些證據以數公里高的斜坡的形式出現,這些斜坡遍布地球各地,被稱為「懸崖」。這些是由陡坡下方的斷層(稱為“逆衝斷層”)引起的,因為行星因熱冷卻而收縮。
「由於水星的內部正在收縮,它的表面(地殼)需要覆蓋的區域逐漸減少。它通過發展『逆衝斷層』來應對這一點——其中一片地形被推到鄰近的地形上,」行星地球科學教授戴維·羅瑟裡(David Rothery)開放大學的作者,2023 年一篇探討地球收縮的論文的作者,在一篇文章中解釋道對話。 “這就像蘋果隨著年齡的增長而形成的皺紋,只不過蘋果收縮是因為它變乾了,而水星收縮是因為其內部的熱收縮。”
縮短的隕石坑是地球收縮的跡象。
圖片來源:DA Rothery(抄送4.0)
2014年,估計地球收縮了約7公里(4.4英里)。在水星上,透過觀察許多現象,我們可以很好地了解這種收縮何時發生。撞擊坑覆蓋其表面。雖然一些隕石坑因行星收縮而縮短(如上圖所示),但懸崖頂部也有隕石坑,這意味著造成隕石坑的撞擊是在斷層移動了行星地殼之後發生的。
由此,天文學家得出結論,這些懸崖的年齡大多約為 30 億年。在2023年學習然而,研究小組發現證據表明,隨著水星繼續冷卻,水星的收縮尚未結束。
在這些陡坡上,開放大學博士生本·曼發現了“地塹”,即兩個斷層之間的土地塌陷,以及拉伸的跡象。
羅瑟裡解釋說:「水星上的拉伸似乎令人驚訝,因為整體地殼正在被壓縮,但人類意識到,如果地殼的推力片在被推過鄰近地形時被彎曲,這些地塹就會出現。
由於這些地塹並未完全被水星撞擊產生的碎片覆蓋,研究團隊能夠估計拉伸和塌陷發生在不到 3 億年前,這證明水星的收縮至今仍在發生。
月亮正在縮小
早在 2010 年,天文學家在研究月球地質時就發現月球也在縮小,這並非完全出乎意料。再次觀察陡坡,這次是在阿波羅 15 號、16 號和 17 號上的相機拍攝的圖像中,研究小組發現月球在冷卻時一直在收縮,而且是在最近才開始收縮。
美國國家航空暨太空博物館地球與行星研究中心的行星科學家湯姆·沃特斯 (Tom Watters) 在一份報告中表示:“月球陡坡的一個顯著特徵是它們明顯年輕。”陳述當時。 「相對年輕的、全球分佈的逆衝斷層顯示出整個月球最近的收縮,這可能是由於月球內部的冷卻造成的。據估計,最近的收縮量約為 100 公尺 [328 英尺]。
2019年,包括沃特斯在內的科學家分析了阿波羅計畫從月球上收集的多個地震儀的數據,發現了進一步的證據,表明月球是。
「我們認為這八次地震很可能是由於全球收縮和潮汐力壓縮月殼時應力累積而導致斷層滑動而產生的,這表明阿波羅地震儀記錄了縮小的月球,並且月球仍然處於構造活躍狀態。 」沃特斯在一篇文章中說道美國太空總署聲明。
“我們的分析提供了第一個證據,表明這些斷層仍然活躍,並且隨著月球繼續逐漸冷卻和收縮,今天可能會產生月震。”
地球正在縮小嗎?
由於地球的大氣層較厚,因此地球比月球和水星稍微複雜一些。地球確實增加了一點質量,就像周圍一樣4萬噸每年都有大量的物質(灰塵和岩石)掉落到我們的星球上。然而,與從大氣層到太空中損失的氣體量相比,這可以忽略不計。
「物理學家已經證明,地球每秒損失約 3 公斤(6.6 磅)氫氣。地球每年損失約 95,000 噸氫氣,」微生物學家兼科學傳播者 Chris Smith 博士向《科學通訊》解釋。英國廣播公司。
「發生這種情況的另一種非常輕的氣體是氦氣,而且周圍的氦氣要少得多,因此我們每年損失約 1,600 噸氦氣。”
平衡這一因素和其他因素,例如地核在冷卻時損失能量以及地球因氣候變遷而獲得少量能量,史密斯估計地球每年會減輕約 50,000 噸的重量。這聽起來很戲劇性,但實際上卻損失了地球總質量的 0.000000000000001% 左右。
同時,透過使用包括毫米級精度衛星雷射測距在內的多種技術,科學家確定地球總半徑的變化速度約為0.1毫米(0.004 英吋)每年,大約是人類頭髮的寬度。