地球上的水从何处来?

水覆盖了地球表面的70%,我们知道它对生命来说必不可缺,但是水从何处而来这个问题在科学界一直存在争论。

本周四,一支法国科学团队在《科学》杂志上发表了一篇研究报告后,该问题距离被破解又近了一步,他们鉴定出了是哪些太空陨石起了作用,并且暗示我们的地球从形成之初就有水。

带领该研究的宇宙化学家Laurette Piani告诉AFP说,他们的发现和目前流行的理论相矛盾,也就是最初水是被遥远的彗星或是小行星带到了干燥的地球上。

根据太阳系形成的早期模型,在太阳周围旋转的大圆盘状的气体和灰尘,最终形成了内行星,因为温度太高,冰存在不了。

这能够解释水星、金星和火星上贫瘠的状况——但是不适用于有着广阔海洋、湿润大气和多水地质状况的地球。

因此科学家提出理论说,水是后来才有的,“头号嫌疑人”就是被称为“碳质球粒陨石”的陨石,其中有着丰富的含水矿物质。

但问题是它们的化学成分和地球的岩石不匹配。

碳质球粒陨石还会在外太阳系形成,所以它们也不太可能坠落在早期的地球上。

行星的组成部分

另外一组陨石是顽火辉石球粒陨石,在化学物质上更加匹配,含有氧、钛和钙的相似同位素。

这表明它们是地球和其他内行星的基本组成部分。

但是,由于这些陨石是在靠近太阳的地方形成,所以会非常干燥,被认为和地球丰富的水储量没什么关系。

为了测试这个说法否是正确,Piani和她的同事们运用一项名为质谱分析法的技术来测量13颗顽火辉石球粒陨石中的氢含量。

这些陨石十分稀有,只占目前陨石收藏中的2%,而且很难找到没被污染的原始样本。

该团队发现这些陨石中含有的氢,足以为地球提供至少三倍于海洋中水质量的水——还有可能会更多。

他们还测量了氢的两种同位素,因为它们的相对占比在每一种天体里都不一样。

Piani说:“我们发现顽火辉石球粒陨石中氢同位素的构成和地球地幔中储存的一处水源十分相似。”并将其比喻成DNA匹配。

他们发现,海洋的同位素构成和一个来自顽火辉石球粒陨石中含水率95%的混合物一致——这些也提供了更多的证据表明它们和地球上水的出现密不可分。

文章作者还进一步发现,顽火辉石球粒陨石中的氮同位素也和地球的相似——并提出这些陨石可能也是地球大气中最丰富成分的来源。

Piani补充说该研究没有排除后来像彗星这样的其他源头额外带来了水,但指出顽火辉石球粒陨石在地球形成时提供了显著的水分。

NASA的行星科学家Anne Peslier在附加评论中写道,该文章“为这个问题带来了一个关键且精妙的元素”。

原文:https://www.sciencealert.com/study-proposes-new-origin-theory-for-earth-s-water

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