 在我们的太阳系各大行星中，地球是最“结实”的，其密度是5.51 g/cm3，比其它行星都要大，相比较而言，密度最低的土星只有0.69 g/cm3。地球是如何练成一个结实的“肌肉男”的? 行星的成长史 太阳系是在大约46亿年前形成的，在太阳系形成初期，太阳之外的其它天体还没有形成，所有的气体和尘埃都围绕太阳形成一个巨大的圆盘。太阳系所有的行星包括我们的地球都诞生于这个圆盘，圆盘中的物质组成了行星。
那么，行星间是按照什么原则来“瓜分”这些物质的呢? 在行星诞生的过程中，恒星不停地向外发出强烈的辐射和热量，中心区域温度较高，而靠外的区域温度较低。随着恒星逐渐变热，辐射更强，一些在早期阶段出现的、且过于靠近恒星的行星上的岩石和冰将被气化，一部分气化物质被太阳吞噬，一部分气化物质被推向更远的外围。这使得星盘中较轻的元素被“吹”向外侧，而在越靠近星盘内侧的地方，较重元素的比例就越高。因此，离太阳越近的地方组成行星的物质越重，反之则较轻。 行星形成后，它们的质量也不是一成不变的。在变幻莫测的宇宙中，行星的运行并不稳定，有时会离太阳更近，有时也会远离太阳。在靠近太阳时，行星表面原本处于冰冻状态的物质会挥发，而只留下核心的物质。离太阳较远的行星则能保住更多的物质，比如离太阳有一定距离的木星和土星连氢、氦等轻元素也能抓住。 久而久之，就形成了太阳系现今的总体布局：接近太阳的行星瓜分了较重的元素，离太阳远的行星则只能选择较轻的元素，所以水星、金星、地球和火星是较为密实的固态行星，而处于外围的木星、土星、天王星和海王星成为了气态行星。 如果根据这一规律，水星才应该是太阳系中密度最大的行星，但实际上水星的密度是5.43 g/cm3，比地球略低。 为什么会这样呢?因为地球的质量比水星要大得多，大质量使得地球向内压缩的引力更大，物质就会被压缩得更紧密，此时地球的密度就会比水星更大。 行星“变形记” 从质量上比，气态行星的质量远大于固态行星;然而，气态行星的密度要比固态行星小得多。科学家发现，如果一颗行星的质量小于两个地球质量，那么这颗行星将成为一颗类似地球的岩石行星，其密度显著增大。如果超出两个地球的质量，那么行星就能抓住更多气体，甚至成为一颗气态行星，导致整体密度极大地下降，这解释了土星为什么是太阳系中密度最低的行星。
但是如果行星的质量继续增加，就会发生引力坍缩现象，质量越大的天体，向内压缩的引力越大，物质就会被压缩得更紧密，此时星球的密度反而会变大，因此木星的密度比土星要大。行星质量继续增加的话，其自身引力还可能将行星核心的原子压碎，发生核聚变反应，由行星转变为恒星。 现在我们知道，地球具备了成为一个“肌肉男”的所有优势：恰到好处的质量使得地球成为一颗固态行星，没有巨大的气体包裹层，其密度天然比气态行星要高。如果木星的大气被太阳完全剥离，它将成为太阳系中密度最高的行星，因为它的核心沉积着重元素，还具有将核心挤压密实的巨大引力，使其密度比原本的密度还要高。而在太阳系的固态行星中，地球拥有最大的质量和最大的自身引力，地球得以被充分压缩，因此，虽然地球的构成元素整体上比水星的构成元素要轻(约轻上2%～5%)，但是密度却比水星高约2%。 因此，正是种种偶然和必然因素的叠加，使得地球逐渐成为了我们如今看到的太阳系中最“结实”的行星。 |
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