Que eu me lembre não tem nenhuma explicacão direta sobre isso nas obras. Mas acho que dá pra pensar em pelo menos duas hipóteses: a primeira tem a ver com a dádiva dos homens; a segunda, com as proporções de sangue élfico.
Primeiro caso: como sabemos, a dádiva dos homens é a mortalidade. A imortalidade élfica, por outro lado, é vista como um fardo. Apenas os homens podiam se libertar dos círculos do mundo; os elfos estavam condenados a compartilhar o destino de Arda, estando presos a ela até o fim dos tempos.
Diante disso, quando olhamos para os destinos dos filhos e filhas de Elrond e Elros, podemos observar que as escolhas de ambos poderiam gerar uma assimetria para seus descendentes: caso os filhos de ambos tivessem que necessariamente seguir o destino de seus pais, sem possibilidade de escolha, ocorreria que a escolha de Elrond “condenaria” toda sua linhagem a carregar o fardo de sua escolha, o fardo da imortalidade élfica; ao passo que a escolha de Elros garantiria a dádiva humana para toda sua linhagem. Se considerarmos que a dádiva é um destino superior, os filhos de Elrond estariam numa condição assimétrica em relação aos filhos de Elros. Uma maneira de nivelar a coisa é dar aos descendentes daquele que fez a “pior” escolha a possibilidade de eles mesmos escolherem a dádiva, para que não precisem pagar pela escolha de seu pai.
Segundo caso: considerando que os pais de Elrond e Elros, Eärendil e Elwing tinham, respectivamente, 50% e 75% de sangue élfico (Eärendil por ser filho de um humano puro (Tuor) com uma elfa pura (Idril); Elwing por ser filha de um meio-elfo (Dior, filho de Beren e Lúthien) com uma elfa (Nimloth)), então Elrond e Elros possuem 62,5% de sangue élfico (a média entre os 50% e 75% de seus pais).
Elrond se casou com Celebrían, de sangue 100% élfico. Logo, seus filhos possuíam 81,25% de sangue élfico (média entre os 62,5% de Elrond e os 100% de Celebrían).
Já Elros se casou com… não sabemos quem. Mas parece razoável supor que seria uma humana, com 0% de sangue élfico. Se assim for, os filhos de Elros teriam 31,25% de sangue élfico (a média entre 62,5% e 0%).
Agora podemos imaginar um critério de corte para definir o quanto de sangue élfico alguém precisa ter para ser elegível a fazer a escolha. O critério mais simples possível seria de 50%, de onde temos que os filhos de Elrond estariam aptos a fazer a escolha, ao passo que os filhos de Elros não. Mesmo que mudássemos o critério para 1/3 (33%) ou 2/3 (66%), o resultado permaneceria o mesmo.
Particularmente, eu prefiro a lógica do primeiro caso, embora seja interessante constatar que o segundo caso dê um suporte adicional a ele. Mas imagino que Tolkien teria pensado mais em termos da dádiva mesmo, ao invés de alguma conta sobre “pureza élfica”.