新研究、地球と火星は異なる起源を持つという議論を再燃(New study rekindles contested question: Earth and Mars had different origins)

2026-09-30 コペンハーゲン大学(UCPH)

コペンハーゲン大学の研究チームは、地球と火星が約45億年前に異なる形成過程を経て誕生した可能性を、両惑星の化学組成と統計的コンピューターモデルから示した。研究では、地球と火星の地殻・マントルに残るナトリウム、亜鉛、カリウムなどの揮発性元素を「化学的指紋」として分析した。その結果、地球の質量の少なくとも75%は、小石サイズの粒子(pebbles)を集積して成長した2つの原始惑星に由来し、残りを微惑星が担った一方、火星では約75%が微惑星の衝突・集積、約25%が小石集積に由来すると推定された。これは微惑星衝突とペブル集積の双方を組み合わせる「ハイブリッドモデル」を支持する。もっとも、初期太陽系の材料組成などに仮定があり、割合には不確実性が残る。惑星形成と揮発性物質の保持過程の理解は、将来の系外惑星の居住可能性評価にもつながる。

<関連情報>

岩石惑星における揮発性物質の枯渇は、ハイブリッド集積の化学的特徴である Volatile depletion in rocky planets as a chemical fingerprint of hybrid accretion

Haiyang S. Wang, Anders Johansen, Ziyan Xu, Marie-Luise Steinmeyer, Michiel Lambrechts, Elishevah van Kooten, Chao-Chin Yang, Zhaohuan Zhu, Dante S. Lauretta & Martin Bizzarro
Nature Astronomy  Published:25 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-026-02984-6

新研究、地球と火星は異なる起源を持つという議論を再燃(New study rekindles contested question: Earth and Mars had different origins)

Abstract

Volatile depletion in rocky planets relative to their host stars is commonplace in both the Solar System and exoplanetary systems, yet the connections between planet formation and composition remain elusive. Here we model devolatilization during pebble accretion in combination with collisional growth from volatile-depleted planetesimals to explore the formation pathways of Earth and Mars. Using Bayesian inference, we found that bulk silicate Earth is best reproduced by ≳75% contribution from two protoplanets formed via pebble accretion, supplemented by up to ~25% material from planetesimals that are compositionally akin to the asteroid Vesta. Using instead a planetesimal volatile-depletion curve that is not observed among known meteorite parent bodies would allow the planetesimal contribution to reach %. In comparison, bulk silicate Mars reflects 27 ± 5% pebble-accreted material and 73 ± 5% Vesta-like planetesimals. We identified volatile depletion as a chemical fingerprint of hybrid accretion, in which both pebble accretion and collisional assembly contribute to terrestrial planet growth. By quantitatively linking formation pathways to volatile budgets, our findings demonstrate how planetary accretion histories can be inferred from elemental signatures, with broad implications for interpreting the chemical diversity of rocky exoplanets.

1702地球物理及び地球化学
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