行星晚期碰撞重塑了地球及其邻近行星，输送了水分，改变了它们的大气层，并影响了其构造活动。新发现表明，这些剧烈撞击对于行星多样性及宜居性的起源至关重要。
当气体和尘埃云开始凝聚时，太阳系便形成了。引力将这些元素拉到一起，形成一颗中心恒星（如我们的太阳），周围环绕着由正在固结的物质组成的扁平圆盘。我们的类地行星——水星、金星、地球和火星——是在晚期撞击做出关键贡献的情况下，由较小的岩石物体积聚或吸积成较大的星子，最终形成原行星而形成的。地球可能是最后形成的类地行星，在最早固体开始固结后约6000万至1亿年内，其质量达到了最终质量的约99%。
“我们研究了晚期吸积——即行星生长的最后1%——在控制地球和其他类地行星长期演化中所起的不成比例的作用，”该论文的主要作者、位于科罗拉多州博尔德的西南研究院（SwRI）太阳系科学与探索部的Simone Marchi博士说。“行星晚期吸积的差异可能为解释它们截然不同的性质提供了一个依据。我们利用大规模撞击模拟，并结合对内部、地壳和大气演化后果的理解，在约束晚期吸积历史方面取得了进展。”
最近来自陨石和地球岩石的大量地球化学数据使人们对行星的形成有了更好的理解。随着这些进展，碰撞及其各种后果已成为影响类地行星长期演化的关键过程。例如，金星和地球的构造、大气成分和水似乎都与晚期吸积有关。火星表面的多变性以及水星较高的金属与硅酸盐质量比也与晚期大撞击有关。
“撞击历史应该在寻找像地球这样的宜居系外行星中发挥关键作用，”Marchi说。“岩石行星的宜居性取决于其大气的性质，而这与板块构造和地幔脱气有关。寻找地球的‘孪生兄弟’可能会集中在具有相似整体性质——质量、半径和宜居带位置——以及可比撞击历史的岩石行星上。”
模型提供了对撞击总数和历史的深入见解，但地质活动可能会掩盖某些证据。科学界利用月球撞击、额外的观测和动力学模型来更好地理解和“约束”岩石行星的轰击历史。
“撞击体物质的命运对于理解目标天体的物理和化学演化至关重要，”Marchi说。“我们评估行星物体地幔和地壳中某些对金属有亲和力的元素的丰度，以了解导致其核、幔、壳形成的时间和过程。”
撞击还以深刻的方式改变类地行星的大气，特别是影响水和碳等易挥发的挥发性元素的丰度。碰撞可以剥离原有的大气，或者相反，富含挥发分的撞击体可以将这些成分输送到行星表面和大气中。挥发分的丰度为了解类地行星的形成、演化和宜居性提供了见解。
“这些过程几乎肯定在早期地球的前生命化学中发挥了作用，但它们在生命起源中的意义仍然是一个谜，”Marchi说。