加州理工学院的一项新研究表明，早期地球是由炽热、干燥的物质形成的，这意味着水在地球形成的后期才到来。这项研究从不同的地幔层提供了线索，认为挥发性物质的大量增加只发生在地球的最后形成阶段，从而影响了陆地行星的形成理论。

数十亿年前，在围绕年轻太阳运转的尘埃、气体和岩石物质组成的巨大圆盘中，越来越大的天体凝聚在一起，最终形成了我们今天看到的行星、卫星和小行星。科学家们仍在努力了解行星（包括我们的母星）的形成过程。

研究人员研究地球形成过程的方法之一，就是检查从地球内部深处流出的岩浆。这些样本中的化学特征记录了地球形成的时间和物质的性质--类似于化石为我们提供了地球生物过去的线索。

现在，加州理工学院的一项研究表明，早期地球是由干热物质堆积而成的，这表明我们星球上的水--生命进化的关键成分--一定是在地球形成的晚期才出现的。

这项研究由一个国际研究团队参与，在地球化学助理教授、遗产医学研究所研究员弗朗索瓦-蒂索（Francois Tissot）和中国科学院大学张以刚（Yigang Zhang）的实验室进行。介绍这项研究的论文最近发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。加州理工学院研究生刘伟毅是论文的第一作者。

虽然人类没有办法进入地球内部，但地球深处的岩石可以以熔岩的形式自然地进入地表。这些熔岩的母岩浆可能来自地球内部的不同深度，例如上地幔，从地表下约 15 公里（9 英里）处开始，延伸约 680 公里；或者下地幔，从 680 公里（425 英里）深处一直延伸到我们脚下约 2900 公里（1800 英里）处的地核-地幔边界。

就像对蛋糕的不同层次--糖霜、馅料、海绵--进行取样一样，科学家们可以研究来自不同深度的岩浆，以了解地球各层的不同"口味"：其中的化学物质及其相互之间的比例。

由于地球的形成并非一蹴而就，而是随着时间的推移而发生物质增生，因此来自下地幔和上地幔的样本提供了地球增生过程中发生的不同线索。在这项新研究中，研究小组发现早期地球主要由干燥的岩石物质组成：来自地球深处的化学特征显示缺乏所谓的挥发性物质，即水和碘等容易蒸发的物质。

与此相反，上地幔样本中的挥发物比例更高，是下地幔的三倍。根据这些化学比率，Liu 创建了一个模型，表明地球是由炽热、干燥的岩石物质形成的，而包括水在内的生命必需挥发物的大量增加只发生在地球形成的最后 15%（或更少）时期。

这项研究是对行星形成理论的重要贡献，近几十年来，这一领域经历了数次范式转变，目前仍存在激烈的科学争论。在此背景下，这项新研究对其他陆地行星--水星和金星--的构成要素的性质做出了重要预测，预计它们也是由类似的干燥物质形成的。

蒂索说："对外行星的太空探索非常重要，因为水世界可能是寻找地外生命的最佳地点。但内太阳系也不应被遗忘。近 40 年来，还没有一个任务接触过金星表面，也从来没有一个任务到达过水星表面。我们需要能够研究这些世界，以便更好地了解地球等陆地行星是如何形成的。"