地球如何誕生？最接近地幔的深海海底或能給出答案

太陽系的原行星盤（想像圖）

海底岩石中的氖同位素或許是理解地球在45億年前如何形成的關鍵。

　　新浪科技訊 北京時間12月12日消息，據國外媒體報道，海底岩石中的氖同位素或許是理解地球在45億年前如何形成的關鍵。科學家認為，根據太陽星雲中早期地球形成的速度快慢，行星表面不同的氣體濃度也會有所不同。

　　深海是我們能夠到達的最接近地幔的地方。在一項新研究中，科學家分析了深海海底玄武岩內部的氖氣，指出早期地球誕生於太陽周圍的塵埃和氣體雲，並將水和氣體困在這些岩石中。

　　關於地球在原行星盤中如何形成有三個主要觀點，並且提出了不同的時間線和過程。第一種觀點認為形成過程發生得很快，從太陽星雲中捕獲氣體的時間持續了約200到500萬年；另一種觀點認為，地球形成於受到太陽照射的塵埃顆粒，先凝聚成迷你的「微行星」（planetismals），然後再結合形成原始的地球。

　　第三種觀點則指出，地球的形成是一個緩慢的過程，依賴富含水的碳質球粒狀隕石來輸送氣體。加州大學戴維斯分校的博士後研究者柯蒂斯·威廉姆斯（Curtis Williams）說：「我們正在努力了解地幔中哪裡含有氖，以及是如何獲得這種元素的，這可以告訴我們地球形成的速度有多快，以及是在什麼樣的條件下形成的。」

　　根據研究人員的說法，在研究起源問題時，氖可以代替水、二氧化碳和氮。與其他生命必須的化學元素不同，氖是惰性的，意味著它不會隨化學和生物過程發生變化，「因此，氖保留著它來自哪裡的記憶，即使經過了45億年的時間，」加州大學戴維斯分校的Sujoy Mukhopadhyay教授說道。在研究中，研究團隊測量了地球形成時被困在地幔中的氖同位素含量。

　　氖具有3種穩定的同位素，其中只有氖-21會隨時間推移而發生含量變化，因為它是由鈾的放射性衰變形成的。研究人員使用質譜儀分析了海底枕狀玄武岩內部氣泡中發現的氖氣，以確定太陽星雲模型中的元素比例。

　　研究人員稱，這些玄武岩中發現的氖氣比例與「太陽輻射顆粒」假說或「晚期吸積」模型並不相符。柯蒂斯·威廉姆斯說：「這清楚地表明，深層地幔中存在著來自太陽星雲的氖。」研究團隊還表示，這些發現可以為尋找潛在的宜居行星提供指南，因為這是生命必需的其他揮發性化合物存在的標誌。「原行星盤有幾種失去塵埃的方式，其中之一便是行星的形成，」威廉姆斯說道。

　　「我們可以觀察到其他恆星系中行星在原行星盤內部的形成過程，在地球內部也保存著太陽系自身的類似記錄，」Mukhopadhyay說，「這可能是其他星系中行星形成的常見方式。」

　　地球的貴金屬從何而來？

　　地球近表面的貴金屬含量特別高，這很令人驚訝，因為通常這些元素都存在於地核附近。到目前為止，「後增薄層」（late veneer）假說對此做出了很好的解釋。該假說提出，這些貴金屬來自撞擊地球的外來物體，並在撞擊過程中將貴金屬沉積在地表附近。

　　在一項新研究中，東京工業大學科學家在計算機模擬中考慮了地球、月球和火星上的金屬含量，模擬結果顯示，一場大規模的碰撞可能將所有的貴金屬一次性地帶到地球，研究人員認為，這一事件發生在地殼形成之前，即大約44.5億年前。這些結果表明，地球的歷史可能沒有之前想像的那麼劇烈。（任天）

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