地球的氮是从哪里来的？赖斯大学的科学家表明，氮元素是生命必不可少的组成部分，地球上的有一部分氮原始源可能来自太阳原始行星盘的内盘。
图注：太阳原行星盘被分成两个储层，内部太阳系物质的氮-15浓度较低，外部太阳系物质的氮-15含量较高。赖斯大学的一项新研究表明，当今地球的氮同位素组成介于两者之间。
铁陨石中氮的同位素特征表明，地球可能不仅从木星轨道以外的区域而且还从内部原行星盘中的尘埃中收集了氮。
氮是一种挥发性元素，像碳，氢和氧一样，使地球上的生命成为可能。知道其来源不仅为我们的太阳系内部的岩石行星如何形成提供线索，而且还为遥远的原行星盘的动力学提供线索。
赖斯研究生和主要作者戴曼维·格鲁瓦尔，赖斯教职人员拉吉德·达斯古普塔和法国洛林大学的地球化学家伯纳德·马蒂的研究发表在《自然天文学》上。
他们的工作有助于就地球和太阳系其他岩石体中生命必需的挥发性元素的起源展开长时间的辩论。
格鲁瓦尔说：“研究人员一直认为，木星轨道内部的太阳系内部太热，以至于氮和其他挥发性元素无法凝结为固体，这意味着内盘中的挥发性元素处于气相。”
由于当今岩石行星（也称为原行星）的种子通过吸收本地来源的尘土而在内盘上生长，因此他说，它们似乎不含氮或其他挥发物，因此必须通过从外太阳系获得。该小组较早的一项研究表明，这种富含挥发性元素的物质大部分是通过形成月球的碰撞而进入地球的。
但是新证据清楚地表明，地球上只有一部分氮来自木星以外。
图注：插图显示了一颗年轻恒星周围的原行星盘上的尘埃和气体。赖斯大学的一项新研究表明，与先前的理论相反，地球的氮来自形成我们太阳系的行星盘内部和外部。
近年来，科学家分析了陨石中的非易失性元素，包括偶尔掉落到地球上的铁陨石，以显示内部和外太阳系中的尘埃具有完全不同的同位素组成。
“分离储层的想法只是针对非易失性元素。”格鲁瓦尔说，“我们想看看这是否也适用于挥发性元素。如果是这样，它可以用来确定当今岩石行星中的挥发物来自哪个储层。”
铁陨石是原行星核心的残留物，它与当今的岩石行星的种子同时形成，成为作者用来检验其假说的通配符。
研究人员在太阳系形成后约30万年内沐浴在内原始行星的尘埃中发现了一个独特的氮同位素特征。来自内盘的所有铁陨石均含有较低浓度的氮-15同位素，而来自外盘的铁陨石均富含氮-15。
这表明，在最初的几百万年内，原行星盘分为两个储层，外层富含氮-15同位素，内层富含氮-14。
“我们的工作完全改变了目前的叙述方式。”格鲁瓦尔说，“我们研究发现，挥发性元素从一开始就以难降解有机物形式存在于内盘尘埃中。这意味着，与目前的理解相反，当今的包括地球在内的岩石行星的种子并不是不易挥发的。”
达斯古普塔说，这一发现对研究系外行星潜在宜居性的人来说是重要的，作为CLEVERPlanets的首席研究员，他对这个话题非常感兴趣。CLEVERPlanets是一项由美国国家航空航天局资助的合作项目，探讨生命必需元素如何在遥远的系外行星上结合在一起。
赖斯的莫里斯·尤因地球、环境与行星科学教授达斯古普塔说：“至少对于我们自己的星球，我们现在知道整个氮不仅只来自外太阳系。”
他说：“即使其他原行星盘没有这种巨大的行星迁移，导致富含挥发性的物质从外区渗入，它们靠近恒星的内层岩石行星仍可能从邻近区域吸收挥发物。”