這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)，早期的熔融揮發(fā)和富含揮發(fā)物的物質(zhì)的后期增生對(duì)于理解硅酸鹽地球中氮的分布至關(guān)重要。這些見(jiàn)解為理解地球上揮發(fā)物的起源開(kāi)辟了新的途徑。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院王文忠教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)與國(guó)際專家合作，研究了類地行星形成和演化過(guò)程中氮同位素的分餾過(guò)程。他們的研究成果發(fā)表在《自然通訊》上。
目前學(xué)術(shù)界對(duì)地球揮發(fā)分增生過(guò)程主要有兩種模型：“晚期增生”模型和“早期演化”模型。
由于氮是地球生命的基本組成部分之一，徹底研究其增生和進(jìn)化歷史對(duì)于理解生命相關(guān)元素的起源和地球宜居性的演變具有重要意義。
科研人員采用第一性原理計(jì)算方法，深入研究了星云物質(zhì)凝結(jié)為行星胚胎過(guò)程中氮同位素(14N和15N)的分餾機(jī)制，重點(diǎn)關(guān)注了熔融揮發(fā)和核幔分異兩個(gè)階段。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在早期太陽(yáng)星云中氫氣尚未完全消散的情況下，熔融揮發(fā)作用造成了行星胚胎中14N的富集，而核幔分異則導(dǎo)致了硅酸鹽熔體中15N的富集。
研究人員通過(guò)結(jié)合第一性原理計(jì)算和觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，單純?cè)缙谛行桥咛サ难莼荒芡耆忉尮杷猁}地球的氮同位素組成，需要考慮晚期富含揮發(fā)分物質(zhì)(如碳質(zhì)球粒隕石)的加入。硅酸鹽地球的氮豐度是早期演化和晚期增生共同作用的結(jié)果，但晚期增生對(duì)其他揮發(fā)分豐度的貢獻(xiàn)有限。
該研究揭示了早期行星的熔融揮發(fā)和晚期富含揮發(fā)性物質(zhì)的吸積兩個(gè)關(guān)鍵階段共同決定了硅酸鹽地球中的氮豐度，為認(rèn)識(shí)地球揮發(fā)物起源提供了新的視角。
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