陨石研究表明，一颗原木星将太阳系尘埃盘中的两类小行星分开。 图片来源：ESO/L. CAL ADA
理论家认为，今天壮观的太阳系在其最初的几百万年里曾是一片混乱当巨行星远离其现有轨道时诱发了混乱。但直到不久前，确凿的证据一直很单薄。
最近，科学家发现了洞察这种早期动力学的新窗口：在几十种陨石中存在的奇怪的化学成分差异。这一观点在若干年前便被提出，但在日前于美国得克萨斯州举行的月球和行星科学会议上，一个由德国地球化学家组成的团队报告了可靠证据。主导此项研究的明斯特大学地球化学家Thorsten Kleine介绍说，他们测试了32种代表了几乎所有已知类型的陨石，发现无论你拥有哪种陨石，它都属于被测试陨石中的某个类型。
不同的化学成分揭示了小行星（大多数陨石的母体）独特的起源故事。一种陨石形成于小行星带现有位置附近，其他类型的陨石在超越了原木星的更远地方（靠近今天的土星运转的轨道）合并。只是到了后来，这些移民小行星在游荡的巨行星的推拉下，在今天的小行星带上找到了它们的家。科罗拉多州博尔德市西南研究院（SwRI）行星动力学家Bill Bottke认为，化学成分差异还为确定行星形成时间提供了其他线索。对于了解太阳系来说，它是一种强大的机制。
加州大学洛杉矶分校陨星学家Paul Warren首次注意到这种后来被称为沃伦差异的现象。他收集了关于两种陨石中铬和钛同位素的测量结果。这些由垂死恒星爆发形成的金属在气体和尘埃盘（行星和小行星由此成形）中混在一起。Warren曾期望研究的陨石展示出连续的同位素丰度，因为他假定它们在小行星带的一个广阔区域内形成。然而，他发现，在碳质陨石中，同位素水平和其他种类的陨石截然不同。当我发现这一现象时，我知道这可能是件好事。Warren说。
在一项2011年的研究中，Warren提出，只有两种陨石在形成时间上相隔上百万年才会出现这种差异。而这一分裂的最可能来源是由原木星引力产生的空隙。但研究证实，碳质球粒陨石比其他陨石形成得晚，因此很有可能它们奇特的同位素化学性质反映了气体、尘埃盘随着时间流逝发生的变化，而非其独特的起源地。
几年前，Kleine团队开始研究另一种金属钼的同位素，并且同样发现了沃伦差异。研究还发现，铁陨石分成两种类型，尽管它们几乎全部形成于同一时间。这意味着存在一种物理屏障。最明显的是木星。Kleine说。
Kleine团队开始详细阐明其中的含义：在太阳系形成后的100万年，木星的核心不断增长并且大到足以吸收其路径上的尘埃，从而创建了障碍。富含金属的新尘埃（可能来自附近超新星）流入太阳系，并且令外层而非内层小行星中的同位素增加。在此后的300万~400万年间，木星向里面迁移并将两个储存库合并。SwRI动力学家Kevin Walsh表示，沃伦差异既证实了预测类似情景的太阳系动态模型，也明确了它们必须应对的约束。
现在，科学家正在收集陨石中关于早期太阳系的其他线索。一个团队正在研究将碳质成分和非碳质成分混合在一起（表明它们在木星迁移后便形成的线索）的罕见陨石，从而确定两个储存库何时合二为一。同时，通过比较地球地幔岩石和陨石中的钼同位素，Kleine团队发现了一些初步迹象。它们表明，地球上的水部分来自更加遥远的小行星群体的撞击。
陨石研究甚至可能将拥有46亿年历史的太阳系本身的年龄往回拨。这一日期来自陨石中富钙铝标本中铀的衰变。这些由太阳热量产生的很小的金属雪花被认为在太阳系形成的最早阶段出现。但科学家一直想知道为何碳质陨石更加富含这些雪花。看上去这些标本同太阳系外层陨石的同位素成分类似。现在，研究人员推断，它们形成于远离太阳的地方，并且由来自原木星的热量驱动。要是这样，一些标本肯定在木星成形后形成。而这意味着它们至少比太阳系年轻100万年。这是一个巨大的进步。Bottke表示，我对此感到震惊。
与此同时，从这个新的角度解读其他陨石的努力也在进行中。地球上的陨石样本起源于土星附近。想到这点真是令人吃惊。Bottke说，几年前，如果你提出这个观点，人们会嘲笑你。 （宗华编译）
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