科技日報記者 葉青 通訊員 雷錦萍
地球是如何誕生的，未來的命運又將走向何處，宇宙中是否還有人類宜居的行星？只有了解行星的形成，才能更好地找到這些問題的答案。“關于行星形成，目前最主流的學說是星云假說，即行星是從微小塵埃一步步成長起來的。”中山大學物理與天文學院副教授劉尚飛說。
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5月9日，黃埔科普講壇暨萬象校園科學公開課第4期在廣州市黃埔區(qū)鐵英中學舉行。劉尚飛和中國科學院南海海洋研究所副研究員蘇翔分享了他們在行星形成與演化、顆石藻研究領域的科研成果。
星云假說認為，一般行星的核是比較小且致密的結構，但是木星內部的核卻與外部的氫、氦氣體發(fā)生了大量的混合。
如何解釋木星稀釋核的形成呢？劉尚飛和他的團隊利用計算機模擬研究了上萬個行星早期的演化模型后，提出了大撞擊理論。“我們發(fā)現(xiàn)快速成長階段的木星，會對周圍正在形成中的行星胚胎產生強大的引力擾動，這很大概率會導致木星與其他行星發(fā)生碰撞。碰撞發(fā)生時，木星會‘吃掉’碰撞的行星，行星在進入木星巨大的氣體包層時，撞碎了原本的致密核，并使得木星外部大量的氫和氦與其發(fā)生混合，造就了稀釋的行星核。”劉尚飛說。
劉尚飛。主辦方供圖
行星成長中除了可能被“吃掉”外，還有可能會被潮汐撕裂。電影《流浪地球》中曾出現(xiàn)“地球面臨被木星引力潮汐撕裂的危機”。對此，劉尚飛坦言，“不用擔心，地球是一顆巖質行星，其密度比較高。地球若要被潮汐撕裂，一是需要借助更加致密的天體，顯然這個天體不會是木星這種‘虛胖’的氣態(tài)巨行星；二是地球要與施加潮汐作用的天體距離足夠近，但那時候擔心的就不是潮汐撕裂，而是星球相撞了。”他表示，近幾年，我國深空探索的腳步加快，未來我們也會發(fā)射自己的空間站巡天望遠鏡。相信未來我國在尋找適合人類居住的行星領域，也會發(fā)揮出越來越重要的作用。
“我今天的分享和大家每天上課用到的粉筆有關。”蘇翔的開場白引起了在場學生的好奇。原來在過去很長一段時間，粉筆的主要制作材料是白堊礦石，這種礦石以“白色懸崖”聞名于世。蘇翔研究的對象是顆石藻，而白堊就是由顆石藻的外骨骼化石形成的。
顆石藻的外骨骼化石叫作顆石，10片顆石排在一起，才有一根頭發(fā)絲那么粗。小小的顆石是如何形成幾十米高的懸崖的呢？原來顆石藻是與恐龍同期的物種，已經(jīng)生活了2億多年，且目前仍大范圍存活于全球海洋中。作為史前活生物，顆石藻產生顆石的速度非常快，8小時就能產生5到8片顆石，然后整齊地包裹在它的細胞外面。顆石可以保護里面的細胞，抵御噬菌體的攻擊，還能反射過強的陽光，這就是顆石藻延續(xù)至今的生存之道。
蘇翔。主辦方供圖
作為海洋沉積物的標志化石之一，顆石藻還是丈量地球歷史的尺子。科學家們通過分析地層當中所出現(xiàn)的顆石藻化石的種類來確定地質年代，借此尋找石油資源。蘇翔及其團隊在國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃367&368航次中，通過鉆取南海不同海深的顆石沉積物，分析其不同的屬種組合的變化，重建了南海過去的演化歷史。
“顆石藻的數(shù)量能一定程度上指示海洋環(huán)境的好壞，我們要控制二氧化碳的排放，減緩全球變暖的趨勢。”蘇翔呼吁。
本次科學公開課是由黃埔科普講壇牽手“萬象校園”，面向粵港澳大灣區(qū)青少年開放的青年科學公開課。
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