陨石发现揭示了地球挥发性元素的起源

信用:美国国家航空航天局

圣安德鲁斯大学的研究人员对陨石的锌同位素组成进行的一项研究表明,来自太阳系外的物质是地球形成过程中挥发性元素的重要来源。

地球上存在的挥发性元素的起源问题对于理解我们星球的演化至关重要。 该研究由该大学地球与环境科学学院的研究人员与巴黎地球物理研究所和克莱蒙奥弗涅大学的工作人员合作进行,首次表明锌同位素之间存在差异在太阳系内部形成的陨石和在太阳系外部形成的陨石的组成。

地球与环境科学学院高级讲师 Paul Savage 博士解释说:“这很重要,因为锌是一种中等挥发性的元素——迄今为止,它是在陨石中检测到这种独特同位素特征的最具挥发性的元素。如果我们将这些陨石成分与地球的锌同位素成分进行比较,我们会发现地球在两组之间分布,因此地球的锌库存是太阳系内外物质的混合物。这表明这两个储层都是地球挥发性元素的重要来源存货。”

研究结果表明,地球的全球质量的 5% 到 6% 必须来自据称来自外太阳系的物质——即太阳系超出“雪线”的部分,那里的巨行星以气体和挥发物为主。

萨维奇博士说:“陨石是迷人而美丽的外星物体,也是重要的科学样本,因为它们的化学成分反映了我们太阳系中形成的最早的固体。我们可以利用陨石的成分来告诉我们关于行星形成的过程和时间尺度,以及让我们深入了解形成我们自己星球的材料的类型和来源。

“一个特别关键的问题是,地球从哪里获得挥发性元素?这些是对生命至关重要的元素:地球是否从太阳系外获得了所有挥发性元素,今天的气体和冰巨行星在此运行,或者更干燥、更热的内太阳系仍然是一个重要的来源?”

研究表明,尽管地球总质量中只有一小部分来自太阳系外,但这种材料需要富含挥发性物质,约占地球总锌预算的三分之一。 比锌更易挥发的元素可能在这个外太阳系物质中更加丰富,因此这个储层是地球挥发性元素库存的一个更重要的来源。

“像我们这样的研究增加了关于行星怎样以及从何处积累对支持生命至关重要的各种元素的新见解——但更广泛地说,它为我们提供了更多关于我们早期太阳系怎样表现的线索。我们可以应用这些发现来理解其他行星系统的行为方式以及新发现的系外行星是否可能具有同样支持生命的元素。”

未来,这种同位素系统可以应用于太阳系中我们有样本的其他天体,例如月球和火星,以进一步限制太阳系中中等挥发性元素的运输和传递。 此外,这些同位素变化可用于计算产生这些元素并将它们注入太阳前星云的各种恒星环境。