研究表明，原始地球缺少對生命至關(guān)重要的物質(zhì)

天體生物學(xué)家面臨的最大挑戰(zhàn)是，我們已知只有一顆行星有生命。在太陽系的所有天體中，只有地球擁有致密的大氣層、表面的液態(tài)水以及支持生命的有機(jī)化學(xué)。

然而，這些條件在數(shù)十億年前地球還很年輕時(shí)并不存在。雖然形成行星的星云富含揮發(fā)性元素，但太陽系內(nèi)部的高溫在很大程度上阻止了它們凝結(jié)，使它們大部分處于氣態(tài)狀態(tài)。

結(jié)果，這些元素沒有被摻入形成內(nèi)行星的固體巖石材料中。只有在距離太陽較遠(yuǎn)的地方形成的天體才保留了生命所必需的物質(zhì)，這引發(fā)了人們對它們?nèi)绾我约昂螘r(shí)被引入地球的問題。

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在一項(xiàng)新研究中，伯爾尼大學(xué)的研究人員首次展示了原始地球的化學(xué)成分如何在形成后三百萬年（約 45 億年前）完成。

他們的結(jié)果表明，生命的成分（水、碳化合物、硫等）是后來引入的，可能是通過撞擊。

該研究由帕斯卡·莫里斯·克魯塔什和克勞斯·梅斯格，伯爾尼大學(xué)地質(zhì)科學(xué)研究所 （GEO） 的博士后研究員和地球化學(xué)名譽(yù)教授（分別）。梅斯格還是監(jiān)督伯爾尼空間與宜居性中心 （CSH） 的科學(xué)委員會成員。他們的研究是 Kruttasch 在 GEO 的論文的一部分，于 8 月 1 日發(fā)表在科學(xué)進(jìn)步.

該團(tuán)隊(duì)專注于兩種同位素，錳 53 （⁵³Mn）和鉻53（⁵³Cr），在隕石和陸地巖石樣本中。然后，他們使用模型計(jì)算來限制地球化學(xué)成分形成所需的時(shí)間。

這使他們能夠確定這些元素的年齡并推斷出原始地球的化學(xué)特征（構(gòu)成它的化學(xué)物質(zhì)的獨(dú)特模式）。

他們的結(jié)果表明，地球的組成在太陽系形成后不到三百萬年就完成了，提供了關(guān)于原始地球原始成分的第一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。正如 Kruttasch 在伯爾尼大學(xué)發(fā)布:

采用基于錳53放射性衰變的高精度時(shí)間測量系統(tǒng)確定了精確年齡。這種同位素存在于早期太陽系中，并衰變?yōu)殂t 53，半衰期約為 380 萬年。

我們的太陽系形成于大約 45.68 億年前?？紤]到地球的化學(xué)性質(zhì)只需要長達(dá) 300 萬年的時(shí)間，這速度驚人。

這些結(jié)果支持了巨人撞擊假說，該假說指出，地月系統(tǒng)是由于大約 45 億年前原始地球和火星大小的物體（忒伊亞）之間的大規(guī)模撞擊而形成的。進(jìn)一步推測，忒伊亞在太陽系更遠(yuǎn)的地方形成，其成分將包括更多的揮發(fā)性元素，包括水。

實(shí)際上，該團(tuán)隊(duì)的分析表明，原始地球是一顆干燥的巖石行星，它與忒伊亞的碰撞引入了使這里生命成為可能的所有元素。

他們的發(fā)現(xiàn)也為我們理解早期太陽系的運(yùn)作過程做出了重大貢獻(xiàn)，并提供了有關(guān)生命如何以及何時(shí)出現(xiàn)的線索。

它們在尋找地球以外的生命（天體生物學(xué)）和確定繞軌道運(yùn)行更靠近太陽的巖石行星是否可能擁有生命所需的成分方面也可能具有重要意義?？唆斔舱f，下一步是更詳細(xì)地調(diào)查碰撞事件，這可能涉及計(jì)算機(jī)建模和模擬：

地球目前的生命友好性并不歸功于持續(xù)的發(fā)展，而可能歸功于一個(gè)偶然事件——一個(gè)外來的、富含水的天體的后期撞擊。這清楚地表明，宇宙中的生命友好絕非理所當(dāng)然。

到目前為止，對這一碰撞事件的了解還不夠。需要的模型不僅可以充分解釋地球和月球的物理特性，還可以充分解釋它們的化學(xué)成分和同位素特征。

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