科学模拟天体火星成因 可能解答为何地球有大量水之谜

火星的环境和是否存在生命一直吸引科学家研究，根据近期一项提取地球和火星岩石中化学成分，并透过计算机仿真两者形成过程的研究发现，两颗行星的形成方式可能大不相同。 行星的形成是一个极为复杂的过程。虽然它始于尘埃和气体的缓慢结合，但不断累积下，最终演变成巨大的太空岩石，以难以想像的速度相互碰撞，最终形成新生世界。

大多数科学家认为，地球和火星大约在45亿年前，由围绕年轻太阳旋转的岩石碎片形成。然而，尽管年龄相同，基本成分也大致相同，但如今的地球是生物多样性丰富的天堂，而火星则是寒冷、辐射严重的沙漠，两者是截然不同的世界。

造成两者不同的原因，可能是地球和火星拥有惊人的不同成因。科学家设计了一种能够建构虚拟行星的新方法。他们从地球和火星的岩石中提取了一系列化学线索，然后运用一系列统计模型和计算机仿真，反复尝试建构出一个与真实地球和火星相似的虚拟行星。

这次研究成果发表在《自然天文学》杂志上，结果显示，火星主要由大型的、类似小行星的天体组成；相反，地球的形成则主要依赖大量自组装的卵石。

这项结果也可能解答「地球在亿万年前是如何获得源源不绝的生命之水的？」这个关键问题。专家认为，彗星和潮湿小行星的混合是主要原因，但也有人提出，来自外太阳系的大量冰砾可能也加剧了水流。如果地球主要由冰砾构成，那么这就支持了上述观点。这项研究还表明，地球和火星是由较大的物体和微小的石块混合形成的，而不是仅仅由其中一个。

其实，科学家过去就已掌握一些地球和火星形成方式不同的线索，最明显的一点是，火星的质量只有地球的10分之1。科学家通常将火星质量之谜归因于木星的出现。因为木星极大，拥有极其强大的引力，很可能在火星早期轨道上捕获了许多构成火星的岩石成分，并将它们抛向了其他地方。

除此之外，构成地球和火星地壳和地函的元素提供了另一个线索。远古陨石记录了太阳系初始物质的组成，与这些陨石相比，地球和火星的钠、钾、锂和锌等元素含量较低。如果地球和火星形成方式不同，它们就会以不同的方式失去这些中等挥发性元素。

碰撞的太空岩石会产生非常高的温度，往往会将这些挥发物烧到太空中，尽管随着涉及的物体变得越来越大，一些深埋在地表以下的挥发物可能会被保留下来；相较之下，主要由轻轻聚结的卵石制成的物体，将在行星形成过程的早期阶段保留更多的挥发物。

这项研究共笔人之一的约翰森博士的团队表示，根据火星的挥发性混合物，火星73%的质量肯定是由较大的类小行星天体碰撞形成的，其余的则来自小卵石。相较之下，地球质量的75%可能来自聚集在一起，形成2颗原行星的卵石，这两颗原行星随后相互碰撞，这场巨大的碰撞后来又受到较小太空岩石的轰击。