火星和地球不一定是邻居

火星的全球视野

在“地球与行星科学通讯”杂志上发表的一篇研究报告指出，火星形成于今天的小行星带，距离太阳距离目前的位置大约一点五五倍，然后移居到现在的位置。

一般的假设是，火星在同一个积木块附近形成在地球附近，但是这个猜想提出了一个很大的问题：为什么这两颗行星在构图上如此不同？火星含有不同于地球的轻质硅酸盐，更类似于陨石中发现的硅酸盐。为了解释为什么火星上的元素和同位素与地球上的元素和同位素差别很大，日本，美国和英国的研究人员进行了模拟，以深入了解“红色星球”在太阳系内的运动。

尽管研究的模拟表明最可能的解释是火星在地球附近形成，但这个模型并没有解释两颗行星之间的成分差异。因此，研究人员特别关注与所谓的大德克模型相一致的模拟，这表明木星在内行星的形成和最终的轨道结构中起了主要作用。这个理论认为，新建立的木星大量聚集质量，这有助于形成地球和金星，同时将物质推离火星，占据地球的小质量（大约是地球的11％ ）和两个行星组成之间的差异。

在Grand Tack模拟中，研究人员收集了对火星形成的更多见解。一小部分的模拟表明，火星离太阳远比现在远，木星的引力推动火星进入目前的位置。

研究的合作者，科罗拉多大学地质科学大学教授Stephen Mojzsis并不担心这种情况发生，因为他认为可能性很小。

“低概率意味着存在两件事情之一：我们没有一个更好的物理机制来解释火星的形成，或者说我们以极为罕见的方式获得了巨大的可能性，”他指出，后者似乎是最好的结论。

Mojzsis也保持这样的观点。在太空中，不可能的结果确实也可能发生。谁会想到地球与撞在尤卡坦半岛上的小行星是运气巧合？恐龙为什么灭绝了？

“如果有足够的时间，我们可以期待这些事件”Mojzsis说。“例如，如果掷硬币的次数足够多，你最终会得到等分”。

我们现在的太阳系的模型

火星离太阳越远的意思就是这个星球本来会比原先想象的更冷，对于液态水来说可能太冷了，也不能维持生命。这个理论似乎挑战了这样一个观点，即火星一度比现在温暖和潮湿。Mojzsis认为，火星的早期历史有很多时间，因为它已经变得越来越冷，有时也经历了温暖潮湿的时期。

Mojzsis在去年与他合着的一篇论文中得出结论：在火星的行星形成后期，小行星轰炸火星形成无数陨石坑。Mojzsis说，这种巨大的影响可能会“融化冰冻圈和火星地壳，使火星的大气更加致密，重新开始水循环”。

虽然许多科学家开始接受地球移民的想法，但是这样的研究提出了关于这些行星及其历史的额外问题。金星与地球相比如何？确认金星与地球之间的相似之处，将会大致支持这样一个观点，即在大德理论中，木星推动物质系统形成地球和金星。这也将支持研究人员关于内部太阳系（包括火星）形成行星的理论。然而，金星缺乏任何样本，甚至是陨石，都难以回答这个问题。美国航空航天局和俄罗斯航天局Roscosmos已经提出了联合的Venera-D任务，它将在2025年前后把轨道器发送到金星，这可能会给地球的构成产生一些线索。

Mojzsis还指出，我们面临的一个问题是试图了解巨型行星是如何形成的。木星，土星，天王星和海王星不可能在他们现在居住的地方形成，因为外太阳系早期没有足够的质量来解释这些巨大的世界。

可能是巨大的行星靠近在一起，然后由于它们的引力相互作用的影响而离开。这样的理论并不是我们太阳系的独特之处。Mojzsis说：“我们通过开普勒太空望远镜直接观测和早期的研究了解到，巨型行星的迁移是行星系统的一个正常特征。巨大的行星形成诱发迁徙，迁徙就是引力，这些世界早早地影响了彼此的轨道。”

Mojzsis最近的工作也集中在木星如何在目前的位置，以及它的形成如何与来自太阳形成行星的光盘的气体和尘埃的扩散相对应。科学家们正在一点一点地对太阳系的历史以及我们星系附近的行星形成的性质进行更深入的了解。