类地行星的形成演化及其宜居性

作者：Yuming Wang, Jianzhong Liu, Libo Liu, Liping Qin, Yang LI, Zhenpeng Su, Lihui Chai, Xuan Fang, Jianqiao Xu, Bing Yang, Yu Chul Yang, Zongyu Yue, Yuyan Zhao · 发表于：SCIENTIA SINICA Terrae · 年份：2026 · DOI：10.1360/sste-2025-0231 · 研究领域：Military Technology and Strategies、Legal and Regulatory Analysis、Linguistic, Cultural, and Literary Studies

太阳系中八大行星，为何只有地球宜居？在太阳系长达46亿年的演化过程中，为何火星和金星的演化结果如此不同？生命从何而来，未来的地球又会如何演化？这些问题不仅是21世纪行星科学的核心前沿，也深刻关联着人类对自身存在与行星宜居性的根本认知。要深入理解和回答这些重大科学命题，必须从多维度展开系统性研究。在时间维度上，我们需要追溯类地行星的早期形成与演化过程；在空间维度上，我们需要解析行星的圈层结构及各其之间的耦合作用；在对比的视野下，我们还要拓展至系外行星大气特征及其宿主恒星对宜居性的影响。在中国科学院“类地行星的形成演化及其宜居性”战略性科技先导专项的支持下，我们以行星宜居性为研究主线，综合运用月球与行星样品分析、深空探测数据处理、数值模拟与实验模拟等多种技术手段，对类地行星开展了系统而深入的研究。本文从类地行星的早期过程、环境演化，再到连接外部空间环境的开放的行星系统；从与地球密切相关的月球到系外行星，全面总结了专项在过去五年多时间内取得的重要进展，包括首次确认火星存在固态内核，并揭示其形成于高温高压条件下的核幔分异过程；发现月球最年轻的玄武岩源自贫水的非克里普地幔源区，从而否定了长期流行的“富挥发分驱动晚期火山活动”的传统假说等教科书级别的成果。本文在总结最新研究进展的同时，也展望了未来的发展方向。大力提升行星多圈层多要素探测能力，尤其是行星全球普查能力；大力发展相关的技术手段和研究方法，尤其量子技术和人工智能等最新科技的应用，将是行星科学未来继续取得重大突破的关键。我们通过分享这些研究成果和见解，希望能够激发更多年轻人投身于行星科学这一充满机遇和挑战的领域，推动我国乃至世界行星科学的可持续发展。