地幔霓虹灯照亮了地球的形成

根据12月5日发表在“自然”杂志上的一项研究,地球在太阳周围的尘埃和气体云中相对较快地形成,将水和气体捕获在地球的地幔中。除了解决地球的起源外,这项工作还有助于确定可以支持可居住行星的太阳系外系统。

地幔霓虹灯照亮了地球的形成。地球形成速度的快慢决定地球表面不同气体的浓度会有所不同  北京时间12月6日消息,美国科学家进行的一项新研究显示,地球可能是由围绕太阳旋转的尘埃和气体“快速”形成的。  来自大海深处的像玻璃一样的岩石中的氖同位素,可能是理解45亿年前地球形成的关键。  科学家表示,地球形成速度的快慢,会影响地球表面不同气体的浓度。  一项新研究对深海中(人类能触及的最靠近地幔的地方)的氖元素进行了分析,表明地球是由围绕太阳的尘埃和气体云快速形成的,尘埃和气体云中保留有水和气体。  有关地球起源的三种主要观点,提出了地球形成的不同时间节点和过程。  第一种观点认为,地球快速从星云中吸收气体,形成过程很快,时间约为200万-500万年;第二种观点认为,地球是由太阳喷射出的尘埃粒子形成的,尘埃粒子首先形成迷你的“星子”,然后融合在一起。  第三种观点是,地球的形成是一个缓慢的过程,依靠富含水的碳质球粒陨石来输送气体。  加利福尼亚大学戴维斯分校博士后研究员柯蒂斯·威廉斯(Curtis
Williams)说:“我们正在努力了解地幔中氖元素的来源和获取方式,它能使我们了解地球形成的速度和条件。”  据研究人员称,在探索水、二氧化碳和氮气的起源时,可以利用氖作为工具。  不同于维持生命必需的其他化学物质,氖属于惰性元素,这意味着它不会因化学和生物过程而发生变化。  加州大学戴维斯分校教授苏乔伊·穆克帕蒂亚(Sujoy
Mukhopadhyay)说,“因此,45亿年后,氖元素仍然保留有其出处的特征。”。  来自海底深处玄武岩内的氖同位素可能是理解45亿年前地球起源的关键  在这项研究中,研究人员测量了地球形成时被封在地幔中的氖同位素。在氖的三种同位素中,只有氖-21的含量随时间推移而变化,因为它是由铀的放射性衰变形成的。  研究人员使用质谱仪分析了在海底枕状玄武岩内气泡中发现的氖气,确定氖元素在太阳星云中的比例。据研究人员称,玄武岩中发现的比例与“喷射粒子”说或“晚期吸积”说不符。威廉斯说,“这清楚地表明,在地幔中存在来自星云的氖元素”  研究团队还表示,这些发现可以作为搜寻潜在宜居行星的指南,因为它是维持生命必需的其他不稳定化学物质的标记。  威廉斯说,“尘埃脱离原行星盘有数种方式,其中之一是它们正在形成行星。”  穆克帕蒂亚说,“我们可以观察到其他恒星系中行星在气体星盘中的形成过程,地球内部保存了太阳系的类似记录。”

北京时间12月12日消息,据国外媒体报道,海底岩石中的氖同位素或许是理解地球在45亿年前如何形成的关键。科学家认为,根据太阳星云中早期地球形成的速度快慢,行星表面不同的气体浓度也会有所不同。

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利用从地球深处到深空的数据,加州大学戴维斯分校Sujoy
Mukhopadhyay教授和博士后研究员Curtis
Williams使用氖同位素来展示行星是如何形成的。“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以及在什么条件下,”威廉姆斯说。威廉姆斯说,霓虹灯实际上是水,二氧化碳和氮气等气体来源的替代品。与这些对生命至关重要的化合物不同,氖是惰性惰性气体,不受化学和生物过程的影响。“所以霓虹灯记住它在五十五亿年后的来源,”Mukhopadhyay说。

深海是我们能够到达的最接近地幔的地方。在一项新研究中,科学家分析了深海海底玄武岩内部的氖气,指出早期地球诞生于太阳周围的尘埃和气体云,并将水和气体困在这些岩石中。

关于地球如何在40亿年前由尘埃和气体的原行星盘形成,以及如何将水和其他气体输送到不断增长的地球,有三种相互竞争的想法。在第一个星球上,这个星球相对快速地增长了二百万到五百万年,并从星云中捕获了气体,这个星云围绕着年轻的太阳旋转着尘埃和气体。第二种理论认为尘埃粒子形成并被太阳照射了一段时间,然后凝结成微小的物体,这些物体被称为星子,随后传递到生长的行星。在第三种选择中,地球形成相对缓慢,气体由富含水,碳和氮的碳质球粒陨石传播。Mukhopadhyay说,这些不同的模型对早期地球的形象有影响。如果地球迅速从太阳星云中形成,它将在地表或附近产生大量氢气。但是,如果地球是由碳质球粒陨石形成的,那么它的氢就会以更加氧化的形式进入水中。

关于地球在原行星盘中如何形成有三个主要观点,并且提出了不同的时间线和过程。第一种观点认为形成过程发生得很快,从太阳星云中捕获气体的时间持续了约200到500万年;另一种观点认为,地球形成于受到太阳照射的尘埃颗粒,先凝聚成迷你的“微行星”,然后再结合形成原始的地球。

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