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邓晰,Oct. 25, 2024
约四十五亿年前，在宇宙的一角，一个巨大的星际分子云在超新星爆发的扰动下开始坍缩。这个星云主要由氢气（~95%）和氦气组成，其中夹杂着约1%的尘埃。这些尘埃颗粒，大小在5纳米到2.5纳米之间，由炭质和硅质材料构成，它们在星际空间中循环，经历着变质、挥发、退火和打碎等过程。这便是太阳系起源的星云假说，也是最为广泛接受的假说。
恒星的形成经历了多个阶段，而对这些阶段划分有很多标准。简单来讲，太阳系的形成经历坍缩包层、吸积盘的形成，以及吸积盘的消散。这些阶段涉及到角动量守恒和离心力与重力的平衡，早期太阳风作用以及巨行星的吸积。
球粒陨石是早期太阳星云过程的遗迹，它们包含了球粒、CAIs（钙铝包体）和基质。CAIs和球粒的形成时间是研究早期太阳星云的关键，我们熟悉的太阳系的年龄（45.67亿年）也就是从CAIs中获得的，将CAIs从太阳星云中凝聚(condensation)出来作为太阳系开始形成的标志。而行星的形成经历卵石/星子吸积、气体吸积、轨道迁移等过程。研究表明火星形成在CAIs之后约1.8百万年，在行星盘消失前就已经形成。行星盘消失之后，还可能发生大碰撞和后期吸积。典型的就是原始地球发生的一次大撞击时间，一个类似火星（也可能是金星）大小的分异行星与原始地球发生碰撞，抛射出的部分物质经历后期吸积形成了月球。
而地球的水可能来源于多种途径，主要有两种假说。原位吸积假说认为水在硅酸盐颗粒上的吸附，原始富氢大气的氧化是地球上水的主要来源。而水的输运假说认为地球上的水是外来的，包括卵石雪（Pebble Snow）、广泛的供应区（Wide Feeding Zones）和外部污染（External Pollution）。而原位假说由于内太阳系的气体比较干燥，同时无法解释地球的D/H比等存在诸多质疑。
不同类型的岩石行星在大小和氧逸度上存在差异，这些差异可能与它们的形成和演化历史有关。有研究表明从月球、火星到地球，随着行星体的增大，行星体特别是硅酸盐部分氧逸度逐渐升高。
图1 行星大小和氧逸度(Dengjie et al., 2020)
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