地球上的生命可能得益于一次幸运的行星碰撞

据伯尔尼大学地质科学研究所2025年9月13日发布的一项最新研究，地球之所以能够孕育生命，可能要归功于早期一次“幸运”的行星碰撞。

太阳系早期形成阶段的艺术插图。当时，年轻的太阳（位于中心）被一个原行星盘所环绕——这片旋转的气体与尘埃集合体。图片来源：ESO/L. Calçada

研究显示，在太阳系形成后的三百万年内，年轻的原始地球即已完成其化学组成的塑造。然而，这颗星球最初几乎不含生命所需的核心成分，如水和碳化合物。研究人员推断，只有一次后来的行星撞击才为地球带来了水等关键物质，创造出适宜生命诞生的环境。

地球是目前已知唯一拥有液态水和稳定大气、能够维系生命的星球。但在最初形成时，其环境却极为恶劣。形成太阳系的气体和尘埃云中虽然蕴含了氢、碳和硫等重要的易挥发元素，但在位于内太阳系的地带——即现今水星、金星、地球及小行星带所在的位置——这些物质在太阳高温的作用下难以凝结，多以气态存在。因而，它们没能被纳入原始行星的岩石成分中，导致最初的地球极度缺乏这些生命基石。反而，在更远离太阳、更冷的区域形成的天体则得以累积这些物质。

伯尔尼大学的科研团队首次证实，原始地球的化学成分在太阳系诞生后三百万年内就已确定，但这种成分组合并不适合生命存在。相关成果表明，必须有一个后来的天体事件填补了地球的“生命空白”，才最终使其成为可居星球。

为此，研究者利用陨石和地球岩石的同位素及元素分析，通过模型推算出地球形成和化学组成确立的具体时间，并与其他行星“积木”做比对。首席作者帕斯卡尔·克鲁塔施解释道：“我们利用了基于锰-53放射性衰变的高精度定年系统来测定地球形成的年份。锰-53的半衰期约为380万年，此方法可使数十亿年前材料的定年误差控制在一百万年内。”合作者、伯尔尼大学地质科学研究所的克劳斯·梅兹格教授补充道，之所以取得这样的精度，也得益于伯尔尼大学在地外物质分析及同位素地球化学领域的领先技术。

通过模型推算，团队确认原始地球的化学特征在太阳系形成后三百万年内已“定型”。研究成果支持了“泰伊亚”撞击地球理论——即：大约在地球形成后不久，来自太阳系外围、富含挥发物如水的行星“泰伊亚”撞击了原始地球，将这些缺失的关键物质带到地球，成为地球生命起源的转折点。“我们的研究证实，原始地球最初是干燥的岩石星球。正是泰伊亚的撞击，才将水等挥发物带到地球，从而为生命的诞生提供了条件。”克鲁塔施指出。

这项新成果不仅加深了人类对太阳系早期演化过程的理解，也为“宜居行星”形成的时机与机制提供了重要线索。梅兹格教授表示：“地球如今之所以宜居，或许并非渐进性演变的必然结果，而更大概率是偶发天体撞击的幸运产物。这揭示了宇宙中‘宜居性’的稀有和偶然。”

研究团队表示，下一步将深入探究原始地球与泰伊亚之间的碰撞过程。克鲁塔施总结道：“目前有关这一碰撞事件的理解还远远不够，需要建立能够全面解释地球及月球物理属性和化学同位素特征的理论模型。”

该研究以“原始地球贮库形成时间及53Mn-53Cr同位素年代学下的挥发性元素损失”为题，于2025年8月1日发表于《科学进展》（Science Advances）期刊。

编译自/ScitechDaily