苏黎世联邦理工学院生命起源与普遍性中心博士后克雷格·沃尔顿和苏黎世联邦理工学院教授玛丽亚·舍恩巴赫勒领导的新研究表明，当行星核心形成时，这些元素必须已经以适量的形式存在。该研究的主要作者沃尔顿解释说：“在行星核心的形成过程中，需要存在适量的氧气，以便磷和氮能够保留在行星表面。”在地球上，这似乎发生在大约 46 亿年前，为我们的星球提供了一个异常幸运的化学起点。这一结果可能会影响科学家寻找地球以外生命的方式。

行星核心的形成如何影响宜居性

行星最初是熔岩体。当它们形成时，它们的材料会根据重量分开。铁等重金属向内沉入并形成地核，而较轻的物质则留在上方并最终形成地幔，然后形成地壳。

此阶段的氧气水平至关重要。如果核心形成时氧气太少，磷就会与铁等重金属结合并被拉入核心。一旦发生这种情况，地球上可能存在生命的地方就不再有这种物质了。如果氧气过多，磷就会留在地幔中，但氮就更有可能逃逸到大气中并消失。

化学金发区

沃尔顿和他的合著者通过广泛的模型发现，只有在非常狭窄的中等氧气条件范围内，磷和氮才能以足够的量保留在地幔中。他们将其描述为化学金发姑娘区。

沃尔顿说：“我们的模型清楚地表明，地球恰好在这个范围内。如果在地核形成过程中氧气稍微多一点或少一点，就不会有足够的磷或氮来发展生命。”

研究小组还发现，包括火星在内的其他行星是在这个宜居带之外的氧气条件下形成的。在火星上，这意味着地幔中的磷比地球上更多，但氮却更少，从而为我们所知的生命创造了困难的条件。

寻找地球以外生命的新方法

这些发现可能会改变科学家对宜居性的看法。到目前为止，人们的大部分注意力都集中在行星是否有水上。沃尔顿和舍恩巴赫勒认为这还不够。

一颗行星可能有水，但从一开始的化学性质仍然不适合生命存在。如果核心形成时的氧气含量不正确，地球可能永远无法在生命可以利用的地方保留足够的磷和氮。

为什么类太阳恒星可能最重要

天文学家也许能够通过使用大型望远镜研究其他太阳系来估计这些化学条件。行星形成过程中可用的氧气取决于主恒星的化学组成。由于行星主要由与其恒星相同的材料形成，因此恒星的成分有助于塑造整个行星系统的化学成分。

这意味着化学成分与我们截然不同的太阳系可能不适合寻找生命。 “这使得在其他行星上寻找生命变得更加具体。我们应该寻找具有与我们太阳相似的恒星的太阳系，”沃尔顿说。