星云霓虹灯在地球深处确认发现增加了关于地球如何形成的争论

据美国研究人员称,地球的早期形成是一个相对快速的过程,它将行星地幔中的水和气体从太阳周围的气体和尘埃云中捕获。

这一发现将为长期存在的争论增添动力,即在地球吸积的早期阶段是否将星云气体溶解到岩浆海洋中,它们在地幔中保存至今。

该研究由加州大学戴维斯分校的柯蒂斯·威廉姆斯和Sujoy Mukhopadhyay撰写,发表在“ 自然 ”杂志上。

世界各地的科学家们对地球如何由尘埃和气体的原行星盘形成了三个相互竞争的想法。一种理论认为,地球在二百万到五百万年内相对快速地增长,从而吸收星云中的气体。

另一个建议在星云中形成尘埃粒子并被太阳照射一段时间,然后凝结成小的星体物体,这些物体被并入生长的行星。第三种选择是地球形成相对缓慢,气体由富含水,碳和氮的碳质球粒陨石输送。

为了试图解开原点,研究人员将霓虹灯作为其他挥发性气体的代用品,如水,二氧化碳和氮气,这些气体本来可以从同一来源凝结到地球中。

与生命必需的这些化合物不同,氖是惰性惰性气体,不受化学或生物过程的影响。

“我们试图了解地球幔中霓虹灯的获取位置和方式,它告诉我们行星形成的速度和速度,”威廉姆斯说。

通过检查两种氖同位素的相对量,研究人员能够区分行星内部不同的挥发性化学物质来源。研究人员表示,由于每种同位素都具有稳定性和非放射性,因此自形成以来,其含量一直保持不变,并将永远保持下去。

两种氖同位素的三种最可能的来源 - 星云气体,太阳风照射的星子和球粒陨石 - 都被预测为具有不同的比率。

研究人员从地下深处流出并在海洋中冷却的海底玄武岩中进行了测量,并将其与太阳风粒子,辐射月球土壤和陨石的测量值进行了比较。

深玄武岩中的地球氖的比例与太阳星云的值非常接近,远高于“辐照粒子”或“晚期吸积”模型的值。威廉姆斯说,这支持地球快速早期形成的模型。

“这清楚地表明在深层地幔中存在星云氖,”威廉斯解释道。

根据威廉姆斯的说法,为了吸收这些重要的化合物,在太阳星云消散之前,行星需要达到与火星大小相当或更大的尺寸。

根据作者的说法,进一步的测量发现了深地幔羽状物和中洋脊之间的氖同位素比率的差异,这可以通过在星云后的主要增生阶段由球粒陨石提供的挥发性气体成分得到最好的解释。在早期阶段已经捕获了气体。

根据智利ALMA望远镜的结果,显示具有暗带的原行星盘,其中尘埃已被耗尽 - 被认为是来自行星增生 - 同样的过程可能在其他系统中发生。

“我们可以观察到其他太阳系中的气体盘中的行星形成,并且在地球内部保存了我们自己的太阳系的类似记录,”Mukhopadhyay说。

“这可能是行星在其他地方形成的常见方式。

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