天体撞击将地球变为蓝色星球
2025/11/25 | via. 媒体 欧洲新闻社
摘要:然而,在内太阳系,也就是靠近太阳,如今分布着水星、金星、地球、火星四颗类地行星及小行星带的区域,这些挥发性元素几乎无法留存。
从基础化学成分来看,地球在形成初期并不适合生命生存。瑞士伯尔尼大学地质科学研究所的一项新研究指出,或许是一场巨大的天体撞击改变了这一切,为地球带来了生命所需的关键物质。
迄今为止,地球仍是已知唯一存在生命的行星,拥有液态水和稳定的大气层。但在地球刚形成时,这样的宜居条件并不存在。太阳系所有行星均诞生于一团气体尘埃云,而这团尘埃云中富含氢、碳、硫等生命必需的挥发性元素。
然而,在内太阳系,也就是靠近太阳,如今分布着水星、金星、地球、火星四颗类地行星及小行星带的区域,这些挥发性元素几乎无法留存。由于太阳温度极高,它们无法凝结,最初大多以气态形式存在。正因这些气态物质未能融入构成行星的固体岩石物质,地球早期的“前身”(即所谓“原始地球”)也几乎不含这些维持生命的关键物质。只有在外太阳系更寒冷的区域形成的天体,才得以吸纳这些成分。至于地球是何时、通过何种方式成为宜居星球的,目前人类尚未完全清楚。
不过,伯尔尼大学研究人员近期发表于美国《科学进展》杂志的一项研究首次证实,原始地球的化学成分在太阳系形成后至多300万年内便已稳定,而这种初始状态根本无法孕育生命。而地球最终能诞生生命,很可能是因为后来发生的一场巨大天体撞击,为地球补齐了生命所需的关键物质。
研究团队结合陨石与地球岩石的同位素及元素数据,重建了地球的形成过程。通过模型计算,研究人员得以精确还原地球化学成分的演化轨迹,并将其与其他行星的基础成分进行对比分析。
研究第一作者帕斯卡尔·克鲁塔施博士解释道:“我们采用了一套基于锰-53放射性衰变的高精度时间测量系统,以确定岩石的精确年龄。这种同位素存在于早期太阳系中,并以约380万年的半衰期衰变为铬-53。”借助这一方法,即便对于形成于数十亿年前的物质,也能将其年龄测定误差控制在100万年以内。
通过模型计算,研究团队证实了原始地球的化学成分在太阳系形成后不到300万年内便已完全稳定。因此,该研究为确定早期地球原始物质的形成时间提供了实证数据。克鲁塔施表示:“我们的太阳系形成于约45.68亿年前。相比之下,地球化学成分的稳定仅用了至多300万年,这个速度快得令人惊讶。”