地球可能擁有生命所需的所有元素——與它們來自隕石的理論相反 。信用:Pixabay/CC0公共領域
據對話（黃世春與王文忠）：多年來 ， 科學家們預測，許多對生命至關重要的元素，如硫和氮 ， 最初是在小行星類型的物體撞擊地球表面時來到地球的 。
但我們在科學進展的團隊發表的新研究表明，許多這些被稱為揮發物的元素可能從地球形成為行星的一開始就存在于地球中 。
揮發物比其他元素更容易蒸發 。常見的例子包括碳、氫和氮，盡管我們的研究集中在一組稱為硫屬元素 。硫、硒和碲都是硫屬元素 。
了解這些揮發性元素是如何到達地球的 ， 有助于像我們這樣的行星科學家更好地了解地球的地質歷史，并且可以告訴我們更多關于地球以外的類地行星的可居住性 。
流行的“晚期貼面”理論預測，地球最初是由揮發性低的材料形成的 。該理論稱，在地核形成后，當來自外太陽系的富含揮發物的物體撞擊地表時，該行星獲得了揮發物 。
這些物體帶來了大約0.5%的地球質量 。如果晚期單板理論是正確的，那么構成生命的大多數元素是在地核形成后的某個時候到達地球的 。
但是我們的新研究表明，在地球形成的最初階段，地球就有了所有生命必需的揮發性元素 。這些結果挑戰了晚期單板理論，并與另一項追蹤地球上水起源的研究相一致 。
為了研究地球揮發物的來源，我們使用了一種叫做第一性原理計算的計算技術 。這項技術描述了同位素的行為，同位素是一種元素的原子，具有不同數量的中子 。你可以把一種元素想象成一個家族——每個原子都有相同數量的質子，但是不同的同位素有不同數量的中子 。
在地球形成的每個階段 ， 不同的同位素表現略有不同 。同位素在每個形成階段后都留下了標記，科學家可以用它作為一種指紋來追蹤它們在地球形成過程中的位置 。
第一性原理計算允許我們根據地球的形成方式，計算不同硫族元素的同位素特征 。我們運行了幾個模型，并將每個模型的同位素預測與地球上硫屬元素同位素的實際測量值進行了比較 。
我們發現 ， 雖然許多揮發物在地球形成時蒸發了，當時地球很熱而且發光 ， 但今天仍有更多的揮發物殘留下來 。我們的發現表明 ， 現在地球上的大多數揮發物可能是地球形成早期遺留下來的 。
雖然硫屬元素的研究很有趣，但未來的研究應該著眼于其他對生命至關重要的揮發物 ， 如氮 。對這些揮發物在極端條件下如何表現的更多研究可以幫助我們更多地了解同位素在地球形成的每個生長階段是如何表現的 。
我們還希望用這種方法來看看一些外行星——太陽系以外的行星——是否適合生命居住 。

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