太阳系行星系统的形成和演化.pdf

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1、矿物岩石地球化学通报·综述·BulletinofMineralogy，PetrologyandGeochemistryVoL29No．1，Jan．2010太阳系行星系统的形成和演化陈丰，李雄耀，王世杰1．中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室，贵阳550002；2．中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵阳550002摘要：本文评述了星云和星子假说、太阳星云的崩塌、星盘的形成和演化、颗粒生长、星子增生、类地行星和类木行星的形成、行星迁移，以及太阳和行星的演化。关键词：行星；星盘；星子；迁移中图分类号：P691文献标识码：A文章编号：1007-

2、2802(2010)01—0067—07FormationandEvolutionoftheSolarPlanetarySystemCHENFeng，LIXiong—yao。，WANGShi-jie1．StateKeyLaboratoryofOreDepositGeochemistry，InstituteofGeochemistry，ChineseAcademyofSciences，Guiyang550002，China；2．StatekeyLaboratoryofEnvironmentalGeochemistry，InstituteofGeochemistry，Ch

3、ineseAcademyofSciences，Guiyang550002，ChinaAbstract：Thispaperreviewedhypothesesofprotostarnebulaandplanetesimals，collapseofthesolarnebula，for—mationandevolutionofdisk，growthofgrains，accretionofpIanetesimals，formationofterrestrialplanetsandgiantplanets，migrationofplanets，andevolutionofthe

4、Sunandplanets．Keywords：planet；disk；planetesimals；migration在讨论太阳系行星系统的形成和演化之前，让a内是损耗的。我们先定义太阳系研究内容，探讨太阳系行星系统(4)地质：在第一个800Ma的时候比现在有更形成和演化的环境，以加深对太阳系行星系统形成多的小星体；板块构造；风化作用和空间风化等。的整体了解，确认建立演化模式的必要约束。太阳(5)陨石：撞击坑、组成成分、形成温度、具有最系研究的内容包括：大丰度的H和He的星际气体，或富集超新星产生(1)太阳系范围：八大行星；Kuiper带元素、形成时间(4．56×10。

5、a)；形成时间尺度(cm／(KBOs)：包括冥王星(Charon、Sedna、Quauar)和冰m尺寸物体，形成时间约1O×10a)。物体和彗星等；Oort云：彗星的近球状群集体，乃至(6)生成物体(太阳：1MO，即太阳质量；类地或多或少地进入太阳系内部的小星体。行星：约10MO；气体大行星：约10Mo；冰的(2)太阳系动力学：行星的轨道(有多种旋转)、星子和彗星：约1OMO)，共约1．O2MO。卫星系统和行星环，以及行星与太阳间距。(7)大致形成时间：太阳系最老固体年龄约(3)行星组成：除了挥发份，太阳系内各行星的4．568Ga；之后13Ma火星形成；之后3O～40

6、Ma元素丰度与同位素丰度均相近；木星和土星内H和地球形成。太阳形成的100Ma后地球受到火星尺He的混合与太阳一致；大行星D／H远大于太阳D／寸物体撞击。两物体的重核形成新地球，轻硅酸盐H；冷却物质重元素不是来自太阳：氘在核反应10壳形成月球；类木星行星：木星、土星、天王星和海王收稿日期：2009-7-20收，2009-8-29改回基金项目：国家自然科学基金资助项目(40803019，40873055，40673053)；中国科学院知识创新导向项目(KZCX2一Yw一1lO)；国家863项目(2008AA12A213)第一作者简介：陈丰(1933一)，男，研究员，研究

7、方向：矿物学、天体化学．68陈丰等／太阳系行星系统的形成和演化星都必须在小于10Ma的气体原行星星盘寿命内说明在太阳形成过程中附近发生了超新星爆发。其形成。中一颗超新星的冲击波可能作用于以后形成太阳的(8)存在问题：木星和土星的热发射：木星和土分子云，造成了超密度区域，诱导该区崩塌，从而触星热辐射比它们从太阳所收集到的能量大；它们的发了太阳的形成。因为只有大质量、短寿命恒星才质量不足以进行核燃烧——至少需要13M未g；可会产生超新星爆发。这说明太阳的形成并非孤立事能解释：氦缓慢沉降到中心，释放重力能；另外，为什件，而是形成于一个大的有多个恒星的诞生区