行星化學(xué)的獨(dú)特性

行星化學(xué)通常被認(rèn)為是地球化學(xué)的一個(gè)分支。1984?年，我國著名地球化學(xué)家涂光熾定義“地球化學(xué)”是研究地球（包括部分天體）的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化的科學(xué)。但是，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，行星化學(xué)學(xué)科與經(jīng)典地球化學(xué)學(xué)科之間的差異性越來越明顯。

研究對(duì)象的不同。經(jīng)典地球化學(xué)目前主要以地球?yàn)檠芯繉?duì)象，行星化學(xué)主要研究地外物質(zhì)的化學(xué)元素和同位素組成及其演化過程。利用這些地外物質(zhì)所攜帶的化學(xué)信息，反演太陽系的物質(zhì)來源、星云氣體和塵埃的聚集和吸積、行星及衛(wèi)星的形成與演化過程（圖?1）。行星化學(xué)或多或少地遵循地球上的化學(xué)演化規(guī)則，但是這些規(guī)則必須修改以適應(yīng)太陽星云和不同行星的物理化學(xué)條件或起始成分。

研究物質(zhì)的不同。行星化學(xué)研究對(duì)象的物質(zhì)組成變化更大，包括返回的不同天體樣品、來源于不同母體的隕石以及在隕石中發(fā)現(xiàn)的前太陽系顆粒物質(zhì)。前太陽系顆粒是來源于其他恒星系的物質(zhì)。不同星系物質(zhì)的同位素組成是由恒星的核反應(yīng)所決定的。因此，前太陽系顆粒是認(rèn)識(shí)恒星內(nèi)部核合成過程的探針，而且其礦物學(xué)和化學(xué)組成特征可以制約恒星的物理化學(xué)條件。此外，球粒隕石的形成和地球巖石的成因也有非常大的差別。

研究體系的不同。行星物質(zhì)的定年體系與地球物質(zhì)的定年相比更為多樣化。除了常規(guī)的放射性同位素外，短壽命放射性同位素也被應(yīng)用于行星化學(xué)的年代學(xué)中。滅絕核素被廣泛地應(yīng)用于太陽系早期演化過程的定年，可以利用¹⁸²Hf－¹⁸²W?體系測(cè)定包括類地行星核－幔分異時(shí)間和小行星金屬－硅酸鹽分異事件的時(shí)間，也可以利用²⁶Al－²⁶Mg體系測(cè)定太陽系早期物質(zhì)的形成時(shí)間。形成于太陽系演化歷史的最初始階段的隕石物質(zhì)，包括球粒隕石中的富鈣鋁難熔包體（CAI），可能保存了一些沒受擾動(dòng)的滅絕核素衰變的信息。滅絕核素不僅是太陽系早期演化的精確時(shí)間標(biāo)尺，其衰變還提供了行星演化早期階段的能量，因此隕石中滅絕核素的研究一直是行星化學(xué)的前沿領(lǐng)域?。金屬穩(wěn)定同位素的非質(zhì)量分餾研究一直是探索太陽系物質(zhì)起源與演化的重要方法。在行星形成過程中（包括早期的凝聚吸積、后期的核幔分異等），穩(wěn)定同位素可能會(huì)發(fā)生質(zhì)量分餾，因此穩(wěn)定同位素的非質(zhì)量分餾有助于了解太陽系物質(zhì)的來源和各天體物質(zhì)的相關(guān)性。因此，隕石中的短壽命放射性同位素衰變、宇宙射線輻射以及核合成異常產(chǎn)生的同位素非質(zhì)量相關(guān)分餾為限定早期太陽系的演化歷史、反演太陽系形成時(shí)的環(huán)境和示蹤天體物質(zhì)的來源及其關(guān)系提供了重要手段。

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