鑽石舞台

儘管長期以來我們對生活的這顆星球進行了詳細的研究，但很多基本問題仍然成謎。其中一個最具代表性的問題就是關於地球的形成，至今，我們對地球起源的故事仍然不清楚。

近日，一組國際研究團隊提出了一個基於實驗室實驗和計算機模擬的地球形成的新理論，它也可能暗示着其他岩質行星是如何形成的。研究人員已經在《自然·天文學》上發表了他們的研究。

令人費解的差異

目前，天體物理學和宇宙化學中的主流理論認為，地球是由球粒隕石的小行星形成的。它們是太陽系早期形成的比較小、簡單的岩石和金屬塊。

但這一理論的問題在於，這些球粒隕石的混合物都無法解釋地球的確切組成，地球的揮發性輕元素，比如氫和氦，比預期的要貧乏得多。

多年來，科學家繼續提出了各種假說來解釋這種令人費解的差異。比如有人推測，後來形成地球的天體的碰撞產生了巨大的熱量，使輕元素蒸發了，留下了地球目前的組成。

但還有一些科學家認為，只要測量地球不同元素的同位素組成，就會發現這些理論大多仍舊站不住腳。

我們都知道，化學元素的同位素都有相同數量的質子，但中子數量不同。中子數更少的同位素更輕，因此應該更容易逃逸。換句話說，如果受熱氣化的理論是正確的，那麼如今在地球上發現的這些輕的同位素應該比在最初的球粒隕石中發現的更少。但這恰恰是同位素測量結果沒有顯示的結果。

一個宇宙熔爐

因此，團隊決定尋找另一種解決方案。

他們模擬行星形成的動態模型顯示，太陽系的行星是逐步形成的。小型顆粒隨着時間的推移，通過引力積累越來越多的物質，而成長為數千米大小的星子，也就是行星的「前身」。

與球粒隕石相似，星子也是由岩石和金屬組成的小塊。但和球粒隕石不同的是，它們已經被充分加熱，分化為金屬的核和岩質的幔。更重要的是，在年輕太陽周圍的不同區域，或在不同時間中形成的星子，可能具有非常不同的化學成分。

現在的問題便是，不同星子的隨機組合，是否真的能帶來與地球相匹配的成分。

為了找出答案，團隊進行了更細緻的模擬。在模擬中，成千上萬的星子在早期太陽系中相互碰撞。這些模型的設計方式是，隨着時間的推移，模型重現了與水星、金星、地球和火星這四顆岩質行星相對應的天體。

模擬結果顯示，許多不同星子的混合體實際上可以導致地球的有效組成。更關鍵的是，地球的組成甚至是這些模擬中最有可能的統計結果。

其他行星的藍圖

研究人員相信，我們現在不僅有一種機制可以更好地解釋地球的形成，而且我們也有一個參考來解釋其他岩質行星的形成。例如，這一機制可用於預測水星的成分與其他岩質行星有什麼不同，或者其他恆星周圍的岩質系外行星可能是如何組成的。

這項新研究表明，在試圖理解行星的形成時，考慮動力學和化學是多麼重要。團隊希望，他們的發現可以讓這兩個領域的研究人員未來進行更緊密的合作。