得到NASA支持的科学家提供了关于早期地球如何获得必要的元素以使该星球变得适宜居住的新信息。他们还建议了木星在这些元素在年轻太阳系中的分布中扮演的新角色。该研究今天在《科学进展》上发表，考察这一历史，通过观察铁陨石和被称为球粒陨石的年轻天体中的磷与氮的比率。德比杰特·帕塔克，莱斯大学，我们的太阳系是在超过45亿年前围绕原始太阳旋转的气体和尘埃中形成的。这些气体包含了形成行星、月球，最终形成我们所知生命的原材料。两种对生命特别重要的元素是氮和磷。在太阳系的早期阶段，气体和尘埃凝聚成称为小行星的天体。当这些物体在这种混乱的环境中围绕年轻的太阳轨道运动时，小行星相互碰撞，留下破碎的残骸遍布整个系统。最终，这些碎片中的许多被纳入了行星和月球。其他碎片今天作为小行星幸存，仍然围绕太阳轨道运行，并且——如果它们撞击了地球并被回收——则作为陨石存在。这些陨石为我们提供了一个窗口，窥视了在地球存在之前的早期太阳系。球粒陨石和铁陨石是这类陨石的两种不同分类。正如其名称所暗示，铁陨石是密集的金属物体，主要由铁镍合金组成。另一方面，球粒陨石是岩石状物体，负责大多数被发现的陨石。每种类型的陨石起源于在我们系统中不同时间形成的小行星。最古老一代的小行星是铁陨石的来源。球粒陨石来自在2-3百万年后形成的第二代小行星。理解地球如何形成以及形成的时间对研究我们星球何时变得适合生命的天体生物学家是非常重要的。年轻的地球需要拥有生命成分的供应，包括氮和磷，以便最早的生命细胞能够形成。科学家们对地球生命必需元素的来源存在争议。一些证据表明，外太阳系的球粒陨石向内移动，到达地球，在我们星球形成过程的后期。然而，新的研究讲述了一个不同的故事。研究团队使用实验室实验和地球化学模型重建了早期太阳系磷-氮（P/N）比率的地图，并发现第一代（铁陨石）和第二代（球粒陨石）小行星之间存在差异。实验和后续的地球化学建模显示，第一代小行星在外太阳系中的P/N比率较高，而这个比率朝向内太阳系减少。在第二代小行星中，这一趋势被逆转，内太阳系中的P/N比率较高。人们认为，在第一代小行星形成期间，物质向外流动，提高了外太阳系中的P/N比率。随后是木星。拉杰德普·达斯古普塔，莱斯大学，随着木星形成并以巨大的体积（和引力影响）成长，这颗行星限制了氮和磷从内太阳系转移到外太阳系的移动。这意味着当第二代小行星出现时，内太阳系的小行星相较于更远的小行星保留了较高的P/N比率。“对于我们自己的太阳系，木星的存在和生长历史确实在决定适宜居住世界所需基本化学成分的分布方面发挥了关键作用，”来自休斯顿莱斯大学、研究的资深作者拉杰德普·达斯古普塔说。“一个开放性问题是：没有像木星这样的行星，是否可以建立类似于地球的生命必需元素预算。”地球化学吸积建模进一步表明，地球目前的P/N特征最好的再现来自于内太阳系的小行星，无论是与铁陨石相关的还是与球粒陨石相关的。“研究表明，地球主要是从内太阳系获得了生命必需元素磷和氮的储备，而不需要外太阳系球粒陨石的显著贡献。”研究的主要作者、莱斯大学研究生德比杰特·帕塔克说。有关NASA天体生物学的更多信息，请访问：https://science.nasa.gov/astrobiology。凯伦·福克斯 / 莫莉·瓦瑟，总部，华盛顿，202-358-1600，karen.c.fox@nasa.gov / molly.l.wasser@nasa.gov