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地球上大部分氮或源于内太阳系

作者:科技日报 发布日期:2021-01-26 浏览19次

地球上的氮是从哪里来的?美国莱斯大学一项新研究表明,氮的原始来源其实“近在眼前”。据物理学家组织网21日消息,铁陨石中氮的同位素特征表明,地球可能不仅从木星轨道以外的外太阳系收集氮,还从内太阳系原行星尘埃盘中收集氮。相关研究发表在最近的《自然·天文学》杂志上。

氮是一种挥发性元素,像碳、氢和氧一样,使地球上的生命存在成为可能。知道其来源不仅有助于研究内太阳系岩质行星如何形成,还为研究原行星盘的动力学提供线索。

木星是一颗气态巨行星,表面由大量气体构成。有研究表明,现在木星与太阳的距离要比形成之初近4倍。木星为了抵达现在这个位置,花了70万年的时间。“研究人员一直认为,在太阳系内部,木星轨道内的温度太高,因此氮和其他挥发性元素无法凝聚成固体,这意味着木星内挥发性元素处于气态。”论文主要作者达曼维尔·格雷沃说。

因为现在的岩质行星(也被称为原行星)的种子,是通过本地尘埃的积累而在内部圆盘中生长的,所以人们曾以为,它们似乎不含氮或其他挥发物,这类物质必须从外太阳系获得。但最新证据清楚地表明,地球上只有一部分氮来自木星以外的外太阳系。

报道称,这项研究工作有助于弄清楚地球和太阳系其他岩质天体中生命必需的基本挥发性元素的起源。同时,这一发现对研究系外行星潜在宜居性也意义重大。

近年来,科学家们分析了陨石中的非挥发性元素,证明太阳系内外的尘埃具有完全不同的同位素组成。

研究人员发现,在太阳系形成后大约30万年内,在内部原行星上的尘埃具有明显的氮同位素特征。所有来自内盘的铁陨石所含的氮15同位素浓度较低,而来自外盘的铁陨石则富含氮15。这表明,在最初的几百万年内,原行星盘分为两个储层,外层富含氮15同位素,内层富含的是氮14。从一开始,这些挥发性元素就存在于尘埃盘内,很可能是以难降解有机物的形式存在。这一发现与目前的认识相反。

总编辑圈点:

星球上要出现生命,就需要包含碳、氮、硫等在内的化合物或者挥发性元素。地球和其他岩质行星一样,内部并不含有挥发物。此前的理论认为,地球上的氮,来源于遥远古老行星的碰撞。这些奇妙的碰撞,释放出了那些生命必需的元素。这次,科研人员的最新研究认为,地球上氮的来源可能没有那么遥远,岩质行星本身可能也自带挥发性元素。人们一直想搞清楚,地球为什么会成为今天这个样子。新的思路,新的手段,更高精尖的技术,都在让我们一次次修正此前的认知。


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