地球上的生命元素是靠与其他行星碰撞获得的

据外国媒体报道，一种新理论认为，只有当地球与另一个行星碰撞时，它才能拥有生命所必需的元素。

44亿年前，一个火星大小的天体撞上了地球，并把月球送入了围绕地球的永久轨道。然而，一项新的研究发现，这一事件的影响可能比以前想象的要大得多。这次碰撞也可能让我们的星球充满了碳、氮、硫和其他生命必需的元素。

那时，地球有点像今天的火星。它有一个核心和一个地幔，但它的非核心部分缺乏必要的挥发性元素，如氮、碳和硫。在我们星球的非核心部分，被称为“块状硅酸盐地球”的元素可以相互混合，但它们从不与核心元素相互作用。虽然一些挥发性物质存在于地核中，但它们不能进入地球外层。

一种理论认为，一种叫做碳质球粒陨石的特殊类型的陨石撞击地球，并把这些挥发性元素提供给块状硅酸盐地球。这一观点基于这样一个事实，即氮、碳和氢的不同版本(或同位素)的比例似乎与这些陨石上的比例相符。因此，该理论的支持者认为陨石一定是这些元素的来源。

但是有一个问题:碳和氮的比例下降了。

研究员达曼维尔·格雷瓦尔是德克萨斯州休斯顿莱斯大学地球环境和行星科学系的四年级博士生。他的研究小组决定从另一个角度探索碳氮比:如果另一个星球带来了这些元素呢？

“地球可能会与许多不同类型的行星相撞，”格雷沃说。“对于一个巨大的硅酸盐地球来说，这些行星中的一颗会提供正确的元素比率吗？如果发生碰撞，两个行星核心将会合并，两个行星核心的合并意味着元素将会合并。”

因此，他们开始模拟一个可能与我们的星球碰撞的星球。在实验室里，在一个特殊的熔炉里，格雷瓦和他的团队创造了高温高压的条件，在这种条件下，行星的核心可能会形成。在石墨胶囊(碳的一种形式)中，它们以不同的比例将金属粉末(代表核心，包括铁和氮等元素)与硅酸盐粉末(硅和氧的混合物，旨在模拟假想的地球地幔)结合在一起。

通过改变实验中温度、压力和硫的比例，研究小组创造了一个场景，说明这些元素将如何分布在假设的核心和地球的其他部分。

他们发现，在高浓度的氮和硫的存在下，碳不容易与铁结合，而氮容易与铁结合。因此，格雷瓦尔说，为了让氮从核心中被排除并存在于地球的其他部分，它应该含有非常高的硫浓度。

然后他们将这些可能性输入到模拟中，并提供了关于不同挥发性元素的行为以及地球外层碳、氮和硫含量的信息。经过超过10亿次模拟，他们发现碳氮比例正确的最可能原因是地球与火星大小的行星碰撞，并与核心硫含量约为25%至30%的行星合并。

"这个理论很有可能。"塞莉亚·达洛说他是法国研究中心的实验石油学家。他没有参与这项研究，但他说:“这项工作是不同团队多年研究的非常成功的结果。”