剧烈行星碰撞塑造了地球的宜居性

抖音推荐 2025年09月18日 22:37 2 cc

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250916221838.htm

2025年9月17日，来自西南研究院与耶鲁大学的研究团队发布了一项新的研究成果，揭示了晚期行星碰撞对地球及其他岩石类行星的演化至关重要。这篇论文分析了“晚期吸积”过程中发生的剧烈碰撞如何影响地球的化学特性、大气成分以及是否能够支持生命。

行星形成的关键阶段

太阳系的形成始于气体和尘埃的合并，最终形成了中心恒星和围绕其旋转的类地行星。这个过程涉及大量的固体物质通过引力聚集成较大的星体，逐步形成原行星。根据最新的研究，地球可能是最后形成的类地行星，在其第一批固体物质开始巩固后的6000万到1亿年内，达到了最终质量的99%。

研究团队的首席作者、西南研究院太阳系科学与探索部的Simone Marchi博士指出，晚期吸积阶段在地球和其他类地行星的长期演化中发挥了不成比例的作用。相比之下，金星经历了更高能量的撞击、核心过热和极为年轻的表面。因此，行星间的晚期碰撞历史有可能是导致它们特性不同的原因。

碰撞历程对行星特性的影响

SwRI 领导的一个团队比较了金星和地球的早期撞击历史，确定金星经历了更高能量的撞击，产生了过热的核心。模型显示，这些条件可能会造成金星的火山活动扩展和表面更年轻。图片来源：西南研究院

随着陨石和地球表面岩石的地球化学分析的推进，科学家们得以更清晰地了解行星的形成过程。只要有足够的系统数据，就能揭示碰撞如何重塑类地行星的内部结构与大气层。金星与地球的对比显示，二者在氧气和水等挥发性元素的丰富程度上存在显著差异，这些差异与晚期碰撞及其产生的环境条件息息相关。

火星也未能幸免于晚期撞击的影响。研究表明，火星表面的变化与其高金属含量的硅酸盐质量比，均与晚期大碰撞相关。科学家们指出，这些撞击可能导致了火星表面显著的地质活动，从而影响了该星球的可居住性。

撞击效应：好与坏的双刃剑

碰撞并非单纯的破坏性事件，它们复杂的后果使其成为行星演化中不可忽视的因素。有些情况下，撞击可导致大气层的部分损失，特别是对于挥发性元素如水和碳而言；而在其他情况下，这些撞击会将富含水和其他必要成分的材料带入表面，促进生命所需的环境条件形成。

更近一步，科学家们认为了解不同类地行星的撞击历史，将对寻找超地球等宜居系外行星产生直接影响。行星的大气性质与其地质活动密切相关，后者又受到撞击历史的影响。因此，在探索宜居性时，寻找具有相似质量、半径和位于宜居带的特征的岩石星球，可能会更有希望。

科学正在揭示生命起源的线索

尽管这些高能量的活动对行星表面和大气产生了重大影响，但科学家们仍然在探索这些变化如何直接影响生命起源的过程。马尔基博士表示：“这些过程几乎可以肯定在早期地球的益生元化学中发挥了作用，但它们对生命起源的影响仍然是个谜。”这为未来的研究指明了方向，科学家们需要进一步调查撞击如何改变条件，以期为生命的起源构建一个完整的框架。

未来研究的方向

深入理解岩石行星的撞击历史不仅是揭示其内部组成与演化的关键，也为未来寻找其他宜居星球提供了新思路。借助新技术与方法，比如通过观察月球市场的撞击痕迹或开展动态模型分析，科学家们期待缩小行星形成历史的研究范围。

“了解不同类型的行星在形成早期的撞击事件及其后果，将极大助力我们在寻找地外生命的探索旅程，”马尔基最后总结道。

通过这一系列研究，科学家们不断丰富我们对行星演化的理解，进一步揭示广阔宇宙中潜在的生命可能性。