神秘力量？45億年前，有人從太陽系邊緣給地球發(fā)了個重要快遞

沒有碰撞，就沒有生命。

極早期地球表面想像圖。當(dāng)時地球還十分干燥。

天體生物學(xué)家所面臨的最大挑戰(zhàn)，是他們要用唯一的實例，去推導(dǎo)無窮的可能。

地球是已知擁有生命的唯一行星。今天看來，它集中了一切有利于生命的物質(zhì)要素和機(jī)遇，它不僅有大氣、水和有機(jī)物，而且這些物質(zhì)的狀態(tài)、比例，甚至混合方式又都恰到好處，才有了今天這樣一個生機(jī)盎然的世界。

但生命必需的元素不是生來就有的。最早的時候，地球干燥無比，缺乏包括水在內(nèi)的所有易揮發(fā)物。盡管孕育了太陽系的星云中包含了它們，但當(dāng)星云成為太陽系后，它們在太陽系中的分布是不均的。重元素傾向于在靠近太陽的地方聚集，而輕元素多分布在太陽系的外圍——熱量會讓這些物質(zhì)在內(nèi)太陽系保持氣態(tài)，無法凝聚起來。結(jié)果就是，它們無法和固形巖石結(jié)合，而只能凍結(jié)在遠(yuǎn)離太陽的嚴(yán)寒地帶。

但生命還是在內(nèi)太陽系出現(xiàn)了。這就帶來一個問題，即那些生命必需的輕元素是何時來到地球上的？

近日瑞士伯爾尼大學(xué)的一些學(xué)者首次通過研究向人們展示了，原始地球是如何在大約45億年前完成其化學(xué)構(gòu)成的。

研究結(jié)果表明，生命所需的幾乎所有輕元素，也是對生命而言最重要的元素，如水、碳化合物、硫等，其實是在地球形成之后，才從遙遠(yuǎn)的地方來到這里的。

錳53（?3Mn）和鉻53（?3Cr）是兩種放射性同位素，在隕石和地球巖石中均有分布。錳53的半衰期為380萬年，之后會變成鉻53。根據(jù)這一特征，研究人員使用模型計算，限定了地球化學(xué)構(gòu)成成形所需的時間，對這些元素的年齡進(jìn)行了測定，并由此推斷出原始地球的獨(dú)特化學(xué)特征。

研究人員吃驚地發(fā)現(xiàn)，在太陽系形成后不足300萬年時，地球的化學(xué)構(gòu)成就已經(jīng)確定。太陽系形成于約45.68億年前，因此其速度之快實在驚人。

該研究結(jié)果是對“大碰撞”假說的有力支持。“大碰撞”假說認(rèn)為，地球和月球構(gòu)成的“地月系”是在大約45億年前一次猛烈的天體撞擊事件后形成的。撞擊原始地球的是一個和火星差不多大的天體，名為“忒亞（Theia）”。

這次的研究更進(jìn)一步，表明“忒亞”（或別的什么東西）來自太陽系外圍，包含了很多易揮發(fā)物，如水。其分析結(jié)果實際上也表明，原始地球是個十分干燥的行星，是“忒亞”的到來，才使它集齊了生命所需的所有關(guān)鍵元素。

該發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對早期太陽系運(yùn)行機(jī)制的理解，并提供了生命如何出現(xiàn)，以及何時出現(xiàn)的新線索。這對人們在地球以外的天體上尋找生命，以及在距離主星比地球距離太陽還近的類地行星上探索生命的要素有重要意義。

研究結(jié)果也再一次表明，生命在地球乃至宇宙中其他行星上的出現(xiàn)，并不是其連續(xù)演化理所當(dāng)然的結(jié)果，而是帶有偶然性。

有水之后，生命可能源自原始地球的“化學(xué)湯”。

參考 No collision, no life: Earth probably needed supplies from space https://mediarelations.unibe.ch/media_releases/2025/media_releases_2025/no_collision_no_life_earth_probably_needed_supplies_from_space/index_eng.html