火星的命运从一开始就决定了，”该研究的资深作者、华盛顿大学艺术与科学学院地球与行星科学助理教授王坤说。“岩石行星的大小要求可能存在一个阈值，以保持足够的水以实现宜居性和板块构造，质量超过火星。”

在这项新研究中，Wang 和他的合作者使用元素钾 (K) 的稳定同位素来估计不同行星体上挥发性元素的存在、分布和丰度。

钾是一种中等挥发性的元素，但科学家们决定将其用作一种示踪剂，以检测更易挥发的元素和化合物，例如水。这是一种相对较新的方法，与以前使用通过遥感和化学分析收集的钾与钍 (Th) 比率来确定火星曾经拥有的挥发物的量的尝试不同。在之前的研究中，研究组成员使用钾示踪剂的方法来研究月球的形成。

王和他的团队测量了 20 颗先前确认的火星陨石的钾同位素组成，这些陨石被选为代表这颗红色星球的大量硅酸盐组成。

使用这种方法，研究人员确定火星在形成过程中比地球损失了更多的钾和其他挥发物，但比月球和小行星 4-灶神星保留了更多的这些挥发物，这两个天体比地球和火星更小、更干燥。

研究人员发现体型和钾同位素组成之间存在明确的相关性。

“分化行星中挥发性元素及其化合物的丰度远低于原始未分化陨石的原因一直是一个长期存在的问题，”该研究的合著者、华盛顿大学地球与行星科学研究教授凯瑟琳娜·洛德斯说。“K同位素组成与行星重力相关性的发现是一项新发现，对分化的行星何时以及如何接收和失去挥发物具有重要的定量意义。”