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既不同，这为何会改写地球起源模型？又如何改写？ 根据一项分析。认为地球的形成不同于从前的模型，与CI球粒陨石的形成相似，新的模型认为地球的形成只用了500万年，比目前的模型显示的要短几倍。 地球形成的时间比太阳诞生的时间要晚一些。然而，人们以前可能一直严重高估了这段时间的长度。 地球是由物质相互吸引而结合形成的。根据2020年2月人们进行的一次演算分析，大部分这些物质只花了500万年就结合起来了——比此前估测的时间要短好几倍。  图解：想象中的原行星，即诞生之初的行星。图源：原文。 人们据此修正了地球起源的模型。它同时也极大地促进了人们对行星形成过程的理解，因为它表明行星的起源机制比我们想象的更具多样性——即使是同一类行星，比如同是类地行星的地球和火星[1]，其形成机制也可能大不相同。 你知道，我们并不能真的百分百地确定行星是如何形成的。尽管天文学家们能相当好地描述出行星形成的大致过程，但是他们无法确定其中的一些细节，因为缺乏相关的观测结果，而这些东西本身就很难被观测到。  图解：火星图像。图源：sciencealert。 行星的起源与恒星形成的过程密切相关。恒星是由一团星云在自身引力的作用下坍缩而形成的。当由气体和尘埃组成的星云的一部分坍缩的时候，它会开始旋转，并带动整个星云一起旋转，就像在排水孔周围的水流一样。 然后，星云中所有的物质会形成一个扁平的圆盘，这个圆盘的大部分物质会被所形成的恒星吸收，剩下的物质则形成所谓的“原行星盘”，并在此后形成行星。这也是太阳系行星的轨道面都大致与黄道面重合的原因。 人们通常认为，行星的形成始于原行星盘中的一些细小的岩石或者灰尘由静电作用导致的互相吸附。随着吸附在一起的东西越来越多，整体的引力场也越来越强，于是就会吸引更多的物质，成为越来越大的一个团块。然后，许多这样的团块互相吸引并撞在一起，最终形成一个大块，这便赫然是一个完整的行星了。  图解：月球图像。图源：sciencealert。 地球的形成也不例外。曾经人们认为地球的这个过程需要数千万年的时间，但是根据来自丹麦哥本哈根大学的科学家们的一项对地幔中铁元素的各同位素的分析，可能实际情况并非如此。 地球的化学组分似乎与其他太阳系内天体不太一样。地球、月球[2]、火星甚至陨石，都蕴含着丰富的铁元素，自然也包括铁的各种同位素，如铁-56与较轻的铁-54。但是，月球、火星和大多数陨石含铁的丰度值是大致相同的，只有地球含铁-54的丰度值出奇地低[3]。 只有所谓的“CI型碳质球粒陨石”和地球的化学组分大致一样。有趣的是，这种陨石的化学成分和整个太阳系的化学成分是差不多的。  图解：铁元素的两种同位素。图源：healthsciences。 想象一下，如果你已经搞到了制作波隆那肉酱的所有材料，并且把它们在一个大锅子里混合起来，那么这就像后来演化为太阳系的那个原行星盘一样。但是如果你把这些材料分装在一堆更小的锅里面，且使每个小锅里各类材料的比例不同，那么这些小锅就像独立的行星或者矮行星了。 CI型球粒陨石的特别之处在于，对应它们的锅子超级小，并且里面材料的组分比例和最开始大锅中的组分比例是相等的。所以说，如果你手上有一块这种陨石，那么你就拥有了46亿年前太阳系诞生之初那个原行星盘的缩影[4]。  图解：小瓶里装的是CI型碳质球粒陨石的样品，样品是易碎的。图源：healthsciences。 然而，按照之前的行星形成模型来计算的话，因为地球是由那些团块结合而形成的，地幔中铁元素的丰度应当是那些团块的铁元素丰度的均值，这大约等于当今各类陨石的铁元素丰度的均值，而后者显然具有比前者大得多的铁-54丰度值。 地球仅仅和CI型碳质球粒陨石拥有类似的化学成分，这个事实表明原先的行星形成模型并非完全正确。因此研究人员认为，我们的铁质地核可能不是由团块结合形成的，而是由尘埃“雨”的不断降落积聚形成的，毕竟后者吸附物质的平均速度比前者更快。在铁质地核形成的时候，它把当时地球上几乎所有的铁元素都收纳进去了。  图解：通过逐步溶解实验测定的铁-54丰度数据。图源：science。 此后，在太阳系形成数十万年后，随着太阳系天体的冷却，CI型尘埃云向太阳系内部迁移，覆盖了地球的轨道。于是，地球吸附了大量CI型尘埃，这改变了地幔中铁元素的丰度。 因为自原行星盘之形成开始，到这朵CI型尘埃云在地球轨道附近的部分消散为止，中间只有大约500万年的时间，所以研究人员推断，地球就是在这五百万年间形成的。 “这些新吸附的CI型尘埃改变了地幔中铁元素的占比，这一定也是因为地球上的大多数铁元素都转移到地核里面的缘故。”来自哥本哈根大学的行星地质学家马丁·席勒（Martin Schiller）解释道[5]。  图解：马丁·席勒助理教授。图源：healthsciences。 “这也是我们推断地核的形成时间必须相当早的原因。” 如果尘埃“雨”降落形成地核的模型是事实正确的，那么有可能宇宙中其他地方的其他行星的形成过程也是这样的。 这不仅加深了我们对行星形成过程的理解，而且还可能影响我们对宇宙中生命的产生过程的认识。因为照这种模式形成的行星很可能给生命产生提供了先决条件。 “现在我们已经知道宇宙无论何处都在形成行星。我们已经有一些通用的模型来对行星系统进行描述与演算分析了。等我们以太阳系行星为样本来理清模型中的每个细节后，我们就可以将其推广到银河系中的其他行星系统上去，就可以弄明白行星会在哪个位置形成，弄明白行星形成之后会有多少水在上面。”来自哥本哈根大学的宇宙化学家马丁·比扎罗（Martin Bizzarro）说道[6]。  图解：马丁·比扎罗教授正在展示不同类型的陨石。图源：healthsciences。 “如果新模型真的是正确的，那么在像地球这样的行星形成的时候，水就像行星形成的副产品一样。我们都知道水是生命之源，但是现在看来，它可能遍布宇宙的每一个角落。” 该研究的相关论文有被发表在《科学进步（Science Advances）》杂志上[7]。 BY: MICHELLE STARR FY: 浪漫主义学派 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 选文：天文志愿文章组-小圆圈 翻译：天文志愿文章组-浪漫主义学派 审核：天文志愿文章组- 终审：天文志愿文章组-零度星系 排版：天文志愿文章组-零度星系 美观：天文志愿文章组- 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3.原文来自：https://www./new-research-is-rewriting-the-very-timeline-of-how-earth-was-born 注[1] https://www./mars. 注[2] https://www./moon. 注[3] https://www./releases/2017/03/170320093700.htm. 注[4] https:///abs/1010.2746. 注[5] https://healthsciences./newsfaculty-news/2020/02/the-earth-formed-much-faster-than-previously-thought/. 注[6] https://healthsciences./newsfaculty-news/2020/02/the-earth-formed-much-faster-than-previously-thought/.. 注[7] https://advances./content/6/7/eaay7604. 本文由天文志愿文章组-浪漫主义学派翻译自文章作者MICHELLE STARR的作品，如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除。 注意：所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。 结束，感谢您的阅读与关注 全文排版：天文在线（零度星系） 转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底 |
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