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一块古老的陨石可能是一颗消失的原行星仅存的残骸。图片来源：库存图片

从撒哈拉沙漠发现的一块稀有陨石揭示了太阳系早期存在一个失落已久的世界的令人信服的证据。

大约45亿年前，一个可能与月球甚至火星一样大的大型行星体围绕太阳运行，之后与另一个天体相撞并解体。

现在，发表在《地球与行星科学通讯》上的研究人员表示，他们已经找到了这颗消失的原行星曾经存在的首个直接证据。这一发现表明，一些早期天体的形成和演化方式与地球及其他岩石行星大不相同。

想到曾经有过这么大的一个世界，真是令人难以置信，科罗拉多大学博尔德分校地球科学系助理研究教授亚伦贝尔说。我们之所以知道它存在，是因为它的一些碎片碰巧落到了地球上。这些陨石保存了早期行星形成的一种完全不同路径的证据。

NWA12774的切片。绿色圆圈是橄榄石晶体，一种富含镁的矿物。图片来源：约翰卡舒巴

来自一个失落世界的陨石

证据来自在撒哈拉沙漠发现的一块名为西北非12774（NWA12774）的陨石，这是一种极为罕见的顽火辉石无球粒陨石。

顽火辉石无球粒陨石是太阳系中最古老的火山岩之一。它们形成于太阳系诞生后仅几百万年，而太阳系诞生于约45.6亿年前。它们也非常罕见，在地球上发现的众多陨石中，仅有少数被鉴定为顽火辉石无球粒陨石。

科学家们长期以来对它们的化学组成感到困惑。与地球、火星和其他岩石行星不同，顽火辉石陨石含有极少的二氧化硅——这是几乎所有已知类地行星的主要成分。

由于其特殊的成分，研究人员此前认为顽火辉石无球粒陨石起源于半径小于200公里（124英里）的相对较小的小行星。

岩石深处的意外证据

在分析NWA12774时，贝尔及其团队发现了单斜辉石——一种常见于地球地壳和地幔的矿物。值得注意的是其异常高的铝含量，这表明该矿物形成于某一行星体内部深处的高压环境下。

研究人员模拟了生成该陨石矿物成分所需的条件。

NWA12774的X光图像。图片来源：AaronBell科罗拉多大学博尔德分校

他们的研究结果表明，富铝单斜辉石只能在至少17.5千巴的压力下形成。相比之下，地球最深海洋区域马里亚纳海沟底部的压力约为1千巴。

这种压力在小型小行星内部是不可能存在的。相反，计算表明，顽火无球粒陨石的母体半径至少有1000公里（621英里）。

一颗比预期更大的行星体

更多证据表明，源天体可能比之前认为的更大。NWA12774内部的晶体保留着锋利的边缘和细微的化学图案，若这些晶体形成于地表深处，它们很可能无法保存下来。

这一发现表明这些晶体是在相对较浅的深度形成的，这意味着其母体需要大得多才能产生所需的压力。

根据这种解释，顽火辉石无球粒陨石的母体半径可能超过1800公里（1118英里）。这使得它的大小可与月球相媲美，甚至可能接近火星——火星的半径为3300公里（2050英里）。

贝尔说：抽屉里存放着许多尚未被彻底研究的陨石，因此可能存在更多我们未知的这类原行星。

研究人员仍然不知道远古世界最终发生了什么。一种可能性是它在太阳系历史早期的一次重大碰撞中被摧毁，其碎片后来成为包括地球在内的其他岩石行星的一部分。

形成顽火无球粒陨石母体的物质与地球和火星的组成成分存在根本差异。这表明在太阳系早期历史中，行星形成存在一条独特且独立的演化路径，贝尔说。

《西北非12774中的高压单斜辉石及行星胚胎大小的顽火辉石无球粒陨石母体的新地质压力计证据》，作者：AaronS.Bell、LauraWaters和MarkGhiorso，近期发表于《地球与行星科学通讯》。 （

数字对象标识符：10.1016j.epsl.近期.120029

相关知识

陨石是来自外太空的岩石或金属物体，当它们脱离原轨道进入地球大气层时，因高速摩擦燃烧发光，未完全烧毁的部分坠落地面便成为陨石。其来源多为小行星带天体、彗星碎片或行星残骸，携带太阳系形成与演化的原始信息，对研究宇宙起源、行星形成等具有重要科学价值。

BY: University of Colorado at Boulder

FY: AI

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