原行星撞上地球並被吞噬,可能帶來生命起源必要元素

作者 | 發布日期 2019 年 01 月 24 日 14:41 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

生命的起源可能不是來自地球本身,而是另外一顆行星。一組科學團隊在進行 10 億次電腦模擬情景後指出,44 億年前一場大碰撞不只撞出地球的衛星月亮,也播下了地球生命起源的種子。



44 億年前,地球有點像今天的火星,地核含有揮發性元素,但除了地核以外的 BSE 區域(bulk silicate Earth),氮、碳、硫等揮發性元素卻相當貧乏,而地核並不會與 BSE 區域相互作用,所以揮發物質從何而來?

有關地球如何獲得揮發性物質的一個理論稱為 late veneer 假說,指富含揮發物質的碳質球粒隕石(carbonaceous chondrite,或稱 C 球粒隕石)在地球核心形成後撞擊地球,把物質留在了地球上。但事實是,BSE 區域的碳氮比例為 40:1,而碳質球粒隕石的碳氮比例為 20:1,兩者數據對不上。

現在美國萊斯大學一項新研究發現,如果是一顆富含硫的原行星撞上地球,就可以解決上述假說難題,並且這場碰撞也是形成月球的主因。

(Source:NASA

研究主要作者萊斯大學行星科學家 Damanveer Grewal 認為,地球可能與許多不同類型的行星相撞,有沒有其中一顆能提供正確比例的元素,塑造出今天我們熟知的地球?團隊首先在一個高溫高壓(能形成行星核心)的實驗爐中測試各種碰撞結果,發現如果外來行星的氮、硫濃度高,則碳就不太愛進入地球核心與鐵結合,而氮在高濃度硫環境下則喜與鐵結合。

利用上述數據,研究人員於電腦中模擬了 10 億種不同場景,希望找出哪種情況最可能讓地球出現揮發物質,最終確認,無論是同位素、碳氮比還是 BSE 區域中碳、氮、硫總量等特徵,都可透過一顆核心約含 25~30% 硫的原行星將揮發物質以恰當比例轉移到地球上解釋。

此外,月球大部分組成成分與地球不同,但月球上的火山玻璃(volcanic glass)與地球上的大塊矽酸鹽卻具有非常相似的同位素成分,表明月球與地球有同樣撞擊史。研究人員認為,最可能的解釋是這顆火星大小的原行星,不僅在撞上地球時帶來生命必須元素,還一併撞出了月球。

新論文發表在《科學前緣》(Science Advances)期刊。

(首圖來源:萊斯大學