碳、氮、氢元素在地幔和地球表面得以存在的原因竟是一场星际“车祸”?

发布时间:2019-01-24

日前,《科学进展》(Science Advances)杂志上发表的一项新研究称:莱斯大学的研究人员提出了一个全面的理论,不仅可以解释地球令人难以置信的生命资源,还可以解释月球是如何形成的。 这一切都始于一次行星大碰撞。

 

行星碰撞会产生什么效果

 

很多人可能会担心,两颗巨大行星碰撞在一起回发生什么?会不会融合在一起,或者形成黑洞? 

 

其实,行星会互相融合,在引力的作用下碎片会最终凝聚在一起形成更大的行星。是一个过程还是一瞬间取决于你的参照对象,以星星上百亿年的寿命来说,对他而言只是一瞬间,以人类观测角度来说,他从碰撞到融合成新的星球比人一辈子都长。

 

地球和其他岩石行星皆属贫乏挥发性元素

 

解释地球早期演变的最大挑战之一是弄清楚其中许多元素的来源。我们行星的碳、氮、氢和其他挥发物并不被认为起源于地球,而是被一些未知的力量传递到这里。

 

可能正是因为这次星际“车祸”, 碳、氮、氢元素才在地幔和地球表面得以存在,而地球上的生命形式是以碳为基础的。

 

莱斯大学的Rajdeep Dasgupta在一份声明中表示:从原始陨石的研究中,科学家们早就知道太阳系内部的地球和其他岩石行星都是贫乏挥发性元素的,但挥发性交付的时机和机制一直备受争议。我们的第一个方案能够以与所有地球化学证据一致的方式解释时间和交付。

 

研发团队测试地球与天体之间碰撞的情景

 

以重量或是以原子总数来说,碳在地球上并不算很多,但碳的足迹却遍布了全球。我们早已把这种物质与生命的象征挂钩,却不能完全说清楚这些碳是从哪儿来的。其实,对碳追本溯源,不但是理解我们自身形成的关键,更将是未来在类地行星中寻找其他生命形式的重要线索。

 

对此,该团队测试了各种可能的情景,包括地球与其他大型天体之间的碰撞,甚至是陨石风暴。最终,他们的模拟和计算使他们得出结论,最可能的一系列事件涉及地球与火星大小的含硫行星之间的碰撞。

 

研究人员认为,地球很可能从44亿年前形成月球的行星碰撞中获得了大部分碳、氮和其他生命必需的挥发性元素。该作品的第一作者Damanveer Grewal解释说:我们发现所有的证据 - 同位素特征,碳氮比以及碳,氮和硫的总量 - 与含有挥发物的形成月球的撞击是一致的。这是一颗具有富含硫的行星。

 

笔者认为,倘若这种碰撞确实发生在数十亿年前的地球上,除了喷射足够的质量来创造月球之外,传递重要元素可能是最终形成地球生命的关键。

 

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