研究表明，原始地球缺少对生命至关重要的物质

天体生物学家面临的最大挑战是，我们已知只有一颗行星有生命。在太阳系的所有天体中，只有地球拥有致密的大气层、表面的液态水以及支持生命的有机化学。

然而，这些条件在数十亿年前地球还很年轻时并不存在。虽然形成行星的星云富含挥发性元素，但太阳系内部的高温在很大程度上阻止了它们凝结，使它们大部分处于气态状态。

结果，这些元素没有被掺入形成内行星的固体岩石材料中。只有在距离太阳较远的地方形成的天体才保留了生命所必需的物质，这引发了人们对它们如何以及何时被引入地球的问题。

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在一项新研究中，伯尔尼大学的研究人员首次展示了原始地球的化学成分如何在形成后三百万年（约 45 亿年前）完成。

他们的结果表明，生命的成分（水、碳化合物、硫等）是后来引入的，可能是通过撞击。

该研究由帕斯卡·莫里斯·克鲁塔什和克劳斯·梅斯格，伯尔尼大学地质科学研究所 （GEO） 的博士后研究员和地球化学名誉教授（分别）。梅斯格还是监督伯尔尼空间与宜居性中心 （CSH） 的科学委员会成员。他们的研究是 Kruttasch 在 GEO 的论文的一部分，于 8 月 1 日发表在科学进步.

该团队专注于两种同位素，锰 53 （⁵³Mn）和铬53（⁵³Cr），在陨石和陆地岩石样本中。然后，他们使用模型计算来限制地球化学成分形成所需的时间。

这使他们能够确定这些元素的年龄并推断出原始地球的化学特征（构成它的化学物质的独特模式）。

他们的结果表明，地球的组成在太阳系形成后不到三百万年就完成了，提供了关于原始地球原始成分的第一个经验数据。正如 Kruttasch 在伯尔尼大学发布:

采用基于锰53放射性衰变的高精度时间测量系统确定了精确年龄。这种同位素存在于早期太阳系中，并衰变为铬 53，半衰期约为 380 万年。

我们的太阳系形成于大约 45.68 亿年前。考虑到地球的化学性质只需要长达 300 万年的时间，这速度惊人。

这些结果支持了巨人撞击假说，该假说指出，地月系统是由于大约 45 亿年前原始地球和火星大小的物体（忒伊亚）之间的大规模撞击而形成的。进一步推测，忒伊亚在太阳系更远的地方形成，其成分将包括更多的挥发性元素，包括水。

实际上，该团队的分析表明，原始地球是一颗干燥的岩石行星，它与忒伊亚的碰撞引入了使这里生命成为可能的所有元素。

他们的发现也为我们理解早期太阳系的运作过程做出了重大贡献，并提供了有关生命如何以及何时出现的线索。

它们在寻找地球以外的生命（天体生物学）和确定绕轨道运行更靠近太阳的岩石行星是否可能拥有生命所需的成分方面也可能具有重要意义。克鲁塔什说，下一步是更详细地调查碰撞事件，这可能涉及计算机建模和模拟：

地球目前的生命友好性并不归功于持续的发展，而可能归功于一个偶然事件——一个外来的、富含水的天体的后期撞击。这清楚地表明，宇宙中的生命友好绝非理所当然。

到目前为止，对这一碰撞事件的了解还不够。需要的模型不仅可以充分解释地球和月球的物理特性，还可以充分解释它们的化学成分和同位素特征。

本文最初发表于今日宇宙.阅读原文.

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