改寫人類起源:地球可能根本不是"撞"出來的

2025-12-23 | 來源: 煎蛋網 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

Carl Sagan曾說過一句廣為流傳的話：“我們都是由星辰構成的。”這句話點出了一個事實：人體中的許多元素，確實只能在超新星這樣的劇烈爆炸中誕生。但這些元素是如何從遙遠的恒星，最終進入地球，甚至進入生命體系的，長期以來一直是個未解之謎。

主流觀點認為，超新星爆發後產生的同位素，會附著在極微小的塵埃顆粒上，這些“星塵”在星際空間中漂流，逐漸聚集，形成行星，最終進入生物體內。這個機制被認為已經相當成熟。

但哥本哈根大學Martin Bizzarro及其同事在arXiv上發表的一篇論文，對這一經典圖景提出了挑戰。他們發現，超新星產生的許多物質，並不是主要藏在塵埃中，而是在穿越星際介質時，被直接封存在冰裡。這一發現同時還暗示，地球的形成方式，可能並非巨大原行星相互撞擊，而是通過一種叫“卵石吸積”的過程完成的。

這項研究的關鍵線索，來自一種並不常被用在宇宙化學中的元素：鋯。鋯有一種特殊的同位素Zr-96，只能在超新星中生成。研究團隊的想法很直接，如果能搞清楚Zr-96藏在隕石的什麼位置，就能反推它是通過什麼方式來到太陽系的。

為此，他們選取了多種類型的隕石樣本，用弱醋酸進行處理。酸會溶解與水有關的成分，比如黏土和曾經含水的礦物，但不會破壞隕石本身堅硬的岩石顆粒。隨後，研究人員分別測量了溶解液和剩余岩石中Zr-96的含量。

結果非常醒目。溶解液中Zr-96的濃度，比岩石殘留部分高出最多5000 ppm。這幾乎直接表明，Zr-96主要存在於與水和冰相關的物質中，而不是嵌在幹燥的礦物塵埃裡。換句話說，超新星爆發時，不只是拋出了星塵，一部分物質被原子化後，直接嵌進了冰顆粒中。

這一結論，會影響我們對行星形成的理解。行星形成得越靠近恒星，攜帶超新星物質的冰粒就越容易被加熱並燒蝕掉。因此，像地球、金星、水星這樣靠近太陽的行星，體內由超新星產生的同位素就會明顯偏少。而更遠處的天王星、海王星，則應當富含這些同位素。

這與太陽系中被稱為“混合線”的現象高度一致。距離太陽越遠，行星中保留下來的超新星同位素越多，而且這種變化關系近似線性，非常符合“冰逐漸融化”的解釋。

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更有意思的是，地球本身的Zr-96含量明顯偏低，甚至低於許多小行星。如果地球是由大量小行星或更大的天體反復撞擊拼合而成，那麼它理應保留更多這種同位素。

但如果地球是通過“卵石吸積”形成的，情況就完全不同了。在這種模型中，大量微小的含冰卵石從太陽系外側漂移，越過“雪線”後，冰迅速升華成氣體，Zr-96也隨之被帶走，最終無法有效並入地球。這正好與觀測結果相符。

論文還研究了另一類重要物質：鈣鋁質包體，也就是CAIs。這些是太陽系中最古老的固體物質之一。研究人員發現，不同CAIs中Zr-96的含量差異極大，有的很多，有的幾乎沒有。這說明它們並非在同樣的環境中形成，而是來自原行星盤中不同區域。

當早期太陽系中，Zr-96從塵埃中被剝離並進入氣體相後，原行星盤會變成一種“分層”結構。較輕的氣體更容易向盤的上下層移動，而較重的塵埃則集中在中間區域。CAIs可以在不同層中形成，因此會獲得不同數量的Zr-96。

這些解釋仍然需要更多研究來驗證。但如果結論成立，這項工作可能會成為行星形成理論和行星誕生前化學研究中的一個重要節點。無論最終答案如何，我們仍然可以確定一件事：我們確實由恒星的遺產構成，只是這些遺產，可能曾經被冰小心翼翼地保存過。