类地行星的晚期薄层与晚期吸积

人们普遍认为,硅酸盐-金属(“岩石”)行星的形成依赖于在太阳系最初的几百万年里,从演化的环太阳盘中动态涌现的亚火星大小的行星胚胎和(较小的)星子混合物的聚集。一旦行星在经历了巨撞击阶段后基本组装完成,它们会继续受到吸积遗留的大量星子的轰击。在此,我们基于月球的高度亲铁元素(HSE)收支约束,对这些星子的质量和演化设定了限制。N体和蒙特卡洛行星形成模拟的结果使我们对这一早期纪元的性质得出了四个关键结论。首先,要匹配地球与月球的 HSE 比率,要么要求地球上的晚期薄层由一个在 4.45 Ga 之前撞击地球的月球大小撞击体组成,要么它起源于创造月球的那次撞击。一个额外的复杂因素是,对月球样本的分析表明,月球没有像地球那样保留令人信服的晚期薄层证据。其次,火星上预期的球粒状薄层成分为 0.06 重量百分比。第三,陆地撞击体的通量必须很低($\le 10^{-6} M_\text{earth}/\text{Myr}$),以避免在 4.4 Ga 之后地球地壳的大规模熔化,并同时匹配观测到的月球盆地数量。这一结论导致冥古宙比以前假设的更为温和。最后,在类地行星完全形成后,残余星子的质量约为 $10^{-3} M_\text{earth}$,比大多数先前模型所建议的低至少一个数量级。我们在动力学和地球化学上自洽的情景要求未来岩石行星形成的 N体模拟要么直接纳入碰撞研磨,要么依赖于卵石吸积。