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行星科学家显示,地球几乎完全由内太阳系的物质构成

这大致就是地球在我们太阳系中形成的样子。围绕年轻恒星WISPIT 2的原行星盘中,两颗行星(浅棕色点)的诞生。图片来源:

这大致就是地球在我们太阳系中形成的样子。围绕年轻恒星WISPIT 2的原行星盘中,两颗行星(浅棕色点)的诞生。图片来源:ESO / C. Lawlor, R. F. van Capelleveen 等

研究揭示地球物质几乎完全来自内太阳系,外太空贡献不足2%

ETH苏黎世行星科学家利用十种同位素比率重新评估地球与陨石的成分关系,研究2026年发表于《Nature Astronomy》

一项最新研究显示,构成地球的物质几乎全部来源于内太阳系,外太阳系对地球质量的贡献低于2%,甚至可能为零。该发现挑战了传统认为地球的水和挥发物主要来自外层星际物质的观点,并揭示木星在早期形成中起到“物质屏障”的关键作用。

1. 同位素比率揭示地球的真正来源

研究团队:保罗·索西(Paolo Sossi)与丹·鲍尔(Dan Bower),均来自ETH苏黎世联邦理工学院。

方法:他们将来自不同来源的陨石(包括火星与冥星(Vesta))的十种同位素系统(氧、铬、钛等)与地球岩石的同位素比率进行系统比对,并采用高度专业的统计方法进行分析。

结果:地球的同位素组成与非碳质陨石完全一致,而非碳质陨石仅在内太阳系形成。相比之下,碳质陨石(富含水与碳,来源于外太阳系)在地球材料中几乎不存在。

专家点评:

“我们的计算结果非常清晰:地球的构造材料来自单一的物质源,”索西说。

“我们真是惊讶地发现,地球完全由内太阳系的物质构成,与现有陨石的任何组合都不一样。”鲍尔补充。

2. 木星是内外界限的“物质屏障”

木星在早期形成时,其巨大引力在围绕原始太阳的原行星盘中开辟了一个显著的间隙,阻止了外太阳系的物质流入内区。

研究显示,几乎没有任何来自木星之外的材料(低于2%或零)能够进入地球形成区域。

“我们的计算非常可靠,完全基于数据本身,而非尚未完全理解的物理假设,”鲍尔强调。

3. 地球与火星、冥星(Vesta)成分相似

分析表明,地球的材料组成与火星和冥星(Vesta)相近,提示它们可能在同一内源物质池中形成。

“基于我们的分析,我们可以理论上预测金星与水星的组成,”索西说。

但由于目前缺乏金星与水星的岩石样本,研究者尚未能进行实证验证。

4. 未来研究方向

水与挥发物的起源:研究团队计划进一步探讨为何内太阳系的高温环境中已含有足够的水,足以形成地球海洋。

对外行星系统的应用:考察上述过程是否适用于外星行星系统,为寻找具备类似地球条件的行星提供新视角。

“直到那时,丹和我将继续就地球及其邻近行星的物质组成展开激烈讨论,因为关于地球构成块的科学论述远未结束,尽管有了新的发现,”索西说。

结语

这项研究为地球形成史提供了新的视角,并对传统关于水与挥发物来源的假设提出了严峻挑战。随着更精细的数据和更先进的模型的出现,科学界将继续对地球与其他岩石行星的构成与演化进行深入探索。

勇编撰自论文"Homogeneous accretion of the Earth in the inner Solar System".Nature Astronomy.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。