关于地球生命起源的新猜想：可能与行星撞击有关

一项新研究发现，遥远以前形成月球的那次碰撞可能也带来了地球上生命所需的所有成分。

44亿年前，一个火星大小的天体撞向原始地球，将月球送入永久围绕地球的轨道。

但一项新研究发现，这一事件造成的影响可能比人们之前以为的要大得多。科学家1月23日在《科学进展》(Science Advances)杂志上报道说，这次碰撞还可能为我们的星球注入了生命形成所需的碳、氮和硫。

那时的地球有点像今天的火星，有一个地核和一个地幔，但它的非地核部分非常缺乏挥发性元素氮、碳和硫等。

地球的非地核部分的元素被称为“大块硅酸盐地球”，它们可以相互混合，但从不与地核内的元素相互作用。虽然一些挥发物存在于地核中，但它们无法到达地球的外层。后来，碰撞发生了。

一种理论认为，一种被称作碳质球粒陨石的特殊陨石撞击地球，给“大块硅酸盐地球”送去了这些挥发性元素。这一观点基于这样一个事实：即氮、碳和氢元素的不同版本(同位素)的比例似乎与这种陨石上发现的比例相匹配。因此，该理论的支持者认为，陨石肯定是这些元素的来源。

但问题只有一个：碳和氮的比例失调了。

这项研究的作者达曼维尔·格里瓦尔(Damanveer Grewal)说，这些陨石的碳含量约为氮含量的20倍，而地球的非地核部分的物质其碳含量约为氮含量的40倍。格里瓦尔是德克萨斯州休斯敦莱斯大学(Rice University)地球、环境与行星科学系(Department of Earth, Environmental and planet Sciences)的一名四年级博士生。

因此，该研究的作者决定检测另一种理论：如果是另一颗行星带来了这些气体呢?

“地球可能与许多不同类型的行星相撞，”格里瓦尔这样告诉《生活科学》(Live Science)。这些行星中是否有一颗给了“大块硅酸盐地球”正确的元素比例?

如果碰撞发生了，两颗行星的内核和地幔都会合并。

因此，他们开始着手创造一颗可能与地球相撞的行星。

在实验室一种特殊的熔炉里，格里瓦尔和他的团队创造了高温高压的条件，在这种条件下，行星的内核可能会形成。在石墨(碳的一种形式)胶囊中，他们将金属粉末(代表内核，包括铁和氮等元素)与不同比例的硅酸盐粉末(硅和氧的混合物，旨在模拟假想的行星的地幔)结合在一起。

实验过程中，通过改变温度、压力和硫的比例，研究小组创建了场景模拟这些元素是如何在这颗假定星球的内核和其他部分之间分裂的。

他们发现，在氮和硫的浓度较高的情况下，碳与铁结合的意愿要低得多;另一方面，即使存在大量的硫，氮也更倾向于与铁结合。因此，格里瓦尔说，要想把氮从内核中排除，但是会存在于星球的其他地方，该星球应该含有高浓度的硫，。

然后，他们将这些可能性与不同挥发性元素的行为方式，以及目前地球外层碳、氮和硫的含量等信息一起输入模拟。

10亿次模拟后，他们发现最有意义的一次模拟。在这次的模拟中，有最合适的时机并产生正确的碳氮比。这种模拟下，一个内核包含大约25%到30%硫的火星大小的行星与地球碰撞并合并。

法国岩石研究中心(Centre de Recherches Petrographiques et Geochimiques))的实验岩石学家西莉亚·达卢(Celia Dalou)虽然没有参与这项研究，但是她说这一理论“非常有可能。这项工作是不同团队多年研究后取得的非常成功的成果。”