地球上的大部分氮来自太阳系内部

  • 2021-01-26 16:40
  • 科技日报

北京1月25日电 地球上的氮从何而来?美国莱斯大学的一项新研究表明,原来的氮源其实“指日可待”。据物理学家组织网21日报道,铁陨石中氮的同位素特征表明,地球不仅可能从木星轨道外的外太阳系收集氮,还可能从内太阳系的原行星尘盘收集氮。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,它像碳、氢和氧一样,使地球上的生命成为可能。了解它的起源不仅有助于研究太阳系内部岩石行星是如何形成的,也为研究原行星盘的动力学提供了线索,这对研究外行星的潜在宜居性也具有重要意义。

研究表明,木星现在离太阳的距离是它形成之初的四倍。“研究人员一直认为,在太阳系中,木星轨道上的温度太高,所以氮等挥发性元素无法凝结成固体,这意味着木星中的挥发性元素处于气态。”这篇论文的主要作者达曼维尔格雷沃说。

因为岩石行星(也称原行星)的种子是通过局部尘埃的堆积在内盘生长的,所以人们认为它们似乎不含氮或其他挥发物,这些物质必须从外太阳系获得。但是最新的证据清楚地表明,地球上只有一部分氮来自木星以外的外太阳系。

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,太阳系形成后约30万年内,内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都含有低浓度的氮15同位素,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里,原行星盘被分成两个储层,外层富含氮15同位素,内层富含氮14。这些挥发性元素从一开始就存在于尘盘中,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。

为了让生命出现在这个星球上,需要包括碳、氮和硫在内的化合物或挥发性元素。像其他岩石行星一样,地球内部不含挥发性物质。根据以前的理论,地球上的氮来自遥远的古代行星的碰撞。这些奇妙的碰撞释放了生命的基本要素。这一次,研究人员的最新研究表明,地球上的氮源可能没有那么远,岩石行星本身也可能自带挥发性元素。人们一直试图弄清楚为什么地球会是今天的样子。新思想、新手段、更尖端的技术,都在让我们一次又一次地修正着以前的认知。

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