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原标题:地球家园之谜的解释
科学日报北京2月2日电(记者张)英国《自然》杂志最近发表的两篇行星科学论文揭开了地球家园组成的神秘面纱,并对地球形成过程中添加到地球上的陨石的组成提供了新的见解。
吸积是致密天体通过重力捕获周围物质的过程,广泛存在于恒星和行星的形成过程中。地球是由不同来源的天体吸积而成的,其大小从类月球到类火星不等。然而,从陨石中确定这些地球形成物质的同位素组成一直很困难。
在美国行星科学家进行的一项研究中,芝加哥大学的尼古拉斯·多弗斯表明,地球组成物质在不同时期的同位素特性可以通过金属亲和力和地幔中不同元素的特征来破解。亲石元素元素(如氧和钙)通常留在石头外壳中,而亲铁元素则倾向于沉入核心。
这一分析表明,地球增生的陨石在不同时期差异不大,总是含有大量同位素组成与顽辉石陨石相似的物质。这一发现也有助于解释地球的同位素组成类似于“Teia”,一个假想的大天体撞击月球并导致其形成。
在另一篇论文中,德国明斯特大学的研究人员马里奥·费希尔·古德和索滕·克莱恩报告说,地球似乎在扩大的过程中获得了包括水在内的挥发性物质,而不是在地球形成后期的球粒陨石或彗星的增生过程中获得的。以前,人们认为现阶段分布在地幔中的金、铁、钌等含铁元素应该来自月球大碰撞后积累的“后吸积薄层”。然而,这项研究发现,所有球粒陨石的钌同位素组成不同于地幔,形成时离太阳越远,它们与地幔之间的组成差异越大。
同时,研究表明“后减薄”实际上不是地球上挥发物和水的主要来源,它与顽火辉石陨石具有相似的组成,顽火辉石陨石是铁镁硅酸盐固溶体系列中的一员。