大约45亿年前，地球和火星共同诞生于围绕年轻太阳旋转的气体与尘埃云之中。然而，一项最新研究显示，这两颗相邻行星虽然形成于同一个太阳系，却可能经历了完全不同的成长过程。
这项由丹麦哥本哈根大学研究团队主导的研究提出，地球和火星并非通过相同比例的物质积累机制形成，而是在行星成长过程中依赖了不同的“原料配方”。研究结果发表在《自然·天文学》期刊上。
研究负责人之一、哥本哈根大学环球研究所教授安德斯·约翰森表示，最令人意外的发现是地球和火星似乎采用了不同的形成模式。按照直觉判断，两颗在同一太阳系、相邻区域形成的行星本应拥有更相似的成长历史。
目前，行星科学界普遍认为岩石行星主要通过两种方式形成。一种是被称为“微行星体碰撞”的过程，即大型岩石天体不断碰撞并合并；另一种则是“卵石吸积”，即较大天体不断捕获大量较小颗粒并逐渐增长。许多研究认为，真实情况可能是两种机制共同作用的结果。
新研究支持这种混合模型，但认为地球和火星在两种机制中的依赖程度明显不同。
研究第一作者、哥本哈根大学助理教授王海洋表示，研究结果显示，地球至少75%的质量来源于两个年轻原行星，而这些原行星主要通过吸积大量微小“卵石”颗粒成长壮大。微行星体碰撞则贡献了地球剩余约25%的质量。
相比之下，火星的形成路径几乎呈现相反趋势。研究团队估计，约75%的火星质量来源于微行星体的碰撞与合并，而卵石吸积贡献仅占约四分之一。
为了重建数十亿年前的形成历史，研究团队没有依赖传统天体动力学模拟，而是从地球和火星现今保留的化学特征中寻找线索。
研究人员重点分析了两颗行星地壳和地幔中的挥发性元素，包括钠、锌和钾等。这类元素在高温环境下容易蒸发，因此其现今含量能够反映行星在形成过程中经历的加热和演化历史。
团队随后将这些化学特征与计算机模拟结果进行比对，测试不同形成模型是否能够重现今天观测到的元素分布情况。
约翰森表示，这项工作本质上是一场跨越45亿年的“宇宙侦探调查”。虽然绝大多数原始证据早已消失，但地球和火星地幔中的化学组成至今仍保留着形成时期留下的痕迹，可以被视为早期演化过程的“指纹”。
研究人员指出，目前模型仍然存在一定不确定性，因为科学界尚不清楚太阳系形成初期所有原始物质的精确组成。不过，即使在不同假设条件下进行测试，结果依然反复指向同一个结论：地球和火星很可能走上了不同的成长道路。
研究团队认为，这项发现不仅有助于解释太阳系内行星之间为何存在巨大差异，也可能为研究其他恒星周围的岩石行星提供重要参考。通过理解不同形成机制如何塑造行星结构和组成，科学家未来或许能够更准确判断哪些系外行星具有类似地球的演化潜力，以及它们是否具备支持生命存在的条件。