地球與火星的構成基石原本富含中度揮發性元素

一項對岩漿鐵隕石的全新分析，挑戰了關於地球和火星為何缺乏中度揮發性元素的傳統理論。

本迪戈隕石。圖片來源：豪爾赫・安德拉德 / CC BY 2.0。

像銅和鋅這類中度揮發性元素（MVEs），在行星化學中扮演著至關重要的角色，它們常常伴隨著水、碳和氮等生命必需元素。瞭解它們的起源，能為地球何以成為宜居星球提供關鍵線索。

地球和火星所含的中度揮發性元素，遠比原始隕石（球粒隕石）要少得多，這引發了關於行星形成的根本性問題。

這項新研究採取了全新的方法，透過分析鐵隕石——也就是最早行星構成基石的金屬核心殘骸——來揭開新的奧秘。

亞利桑那州立大學的研究員達曼維爾・格魯瓦爾博士表示：「我們找到了確鑿的證據，證明內太陽系的第一代星子意外地富含這些元素。這一發現重塑了我們對行星如何獲取其組成成分的理解。」

在此之前，科學家們認為中度揮發性元素的流失，要麼是因為它們在早期太陽系中未曾完全凝結，要麼是在星子分化過程中逸散了。然而，這項新研究揭示了不同的情況：許多第一代星子保留了它們的中度揮發性元素，這表明地球和火星的構成基石是在後來——也就是在塑造它們形成的劇烈宇宙碰撞時期——才失去這些元素的。

令人驚訝的是，研究作者發現許多內太陽系星子保留了類似球粒隕石的中度揮發性元素豐度，這表明它們在經歷分化過程後，仍然能夠吸積並儲存這些元素。這意味著地球和火星的前身並非一開始就缺乏這些元素，相反，它們的流失是在長期的碰撞生長過程中發生的，而非太陽星雲中的不完全凝結或星子分化所致。

格魯瓦爾博士說：「我們的研究重新定義了我們對行星化學演化的理解。它表明地球和火星的構成基石原本富含這些生命必需元素，但行星生長過程中的劇烈碰撞導致了它們的流失。」

該研究發表在《科學進展》期刊上。

參考文獻：Damanveer S. Grewal et al. 2025. Enrichment of moderately volatile elements in first - generation planetesimals of the inner Solar System. Science Advances 11 (6); doi: 10.1126/sciadv.adq7848