地球上的水是从哪里来的据科学家称不是熔化的陨石

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地球上的水是从哪里来的据科学家称不是熔化的陨石

2023-03-16 14:52:49 来源：互联网

水占地球表面的 71%，但没有人知道如此大量的水是如何或何时到达地球的。

发表在《自然》杂志上的一项新研究让科学家们离回答这个问题又近了一步。在马里兰大学地质学助理教授Megan Newcombe的带领下，研究人员分析了自 4.5 亿年前太阳系形成以来一直漂浮在太空中的融化陨石。他们发现这些陨石的含水量极低——事实上，它们是有史以来测量过的最干燥的地外物质之一。

这些结果让研究人员排除了它们是地球水的主要来源，可能对在其他行星上寻找水和生命具有重要意义。它还有助于研究人员了解使地球成为宜居行星的不太可能的条件。

(资料图片仅供参考)

“我们想了解我们的星球是如何设法获得水的，因为它并不十分明显，”Newcombe 说。“在一个较小且相对靠近太阳的行星上获取水和地表海洋是一项挑战。”

研究小组分析了七颗熔化的或无球粒陨石，这些陨石在从至少五颗星子分裂后坠入地球数十亿年——这些星子碰撞形成了我们太阳系中的行星。在一个被称为熔化的过程中，许多这些微行星在早期太阳系历史中被放射性元素的衰变加热，导致它们分离成具有地壳、地幔和核心的层。

因为这些陨石最近才坠落到地球上，所以这个实验是第一次有人测量它们的挥发物。UMD 地质学研究生 Liam Peterson 使用电子微探针测量它们的镁、铁、钙和硅含量，然后加入卡内基科学研究所地球与行星实验室的 Newcombe，使用二次离子质谱仪测量它们的水分含量。

“在极度干燥的材料中分析水的挑战在于，样品表面或测量仪器内部的任何陆地水都可以很容易地被检测到，从而污染结果，”该研究的合著者、卡内基科学研究所的科学家康奈尔·亚历山大 (Conel Alexander) 说.

为了减少污染，研究人员首先在低温真空烘箱中烘烤样品，以去除表面的水份。在二次离子质谱仪中分析样品之前，样品必须再次干燥。

Newcombe 说：“我不得不将样品放在涡轮泵下——一种真正高质量的真空——一个多月，以抽取足够多的陆地水。”

他们的一些陨石样本来自地球所在的内太阳系，那里的条件通常被认为是温暖干燥的。其他更稀有的样本来自我们行星系统更冷、更冰的外围。虽然人们普遍认为水是从外太阳系来到地球的，但尚未确定是什么类型的物体将这些水带到了太阳系。

“我们知道太阳系外的许多天体是有区别的，但人们隐含地假设，因为它们来自太阳系外，所以它们一定也含有大量的水，”该研究的合著者和伍兹霍尔海洋研究所地质学家。“我们的论文表明情况绝对不是这样。陨石一融化，水就没有了。”

在分析无球粒陨石样本后，研究人员发现水只占其质量的不到百万分之二。相比之下，最潮湿的陨石——一组称为碳质球粒陨石——含有高达约 20% 的水(按重量计)，比 Newcombe 和她的合著者研究的陨石样本多 100,000 倍。

这意味着无论这些星子起源于太阳系的何处以及它们开始时有多少水，星子的加热和融化都会导致几乎全部水分流失。Newcombe 和她的合著者发现，与普遍看法相反，并非所有太阳系外天体都富含水。这使他们得出结论，水很可能是通过未熔化的或球粒陨石输送到地球的。

Newcombe 说他们的发现在地质学之外还有其他应用。许多学科的科学家——尤其是系外行星研究人员——对地球水的起源很感兴趣，因为它与生命有着深厚的联系。

“水被认为是生命得以繁衍生息的一种成分，因此当我们展望宇宙并发现所有这些系外行星时，我们开始研究这些行星系统中哪些可能是生命的潜在宿主生活，”纽科姆说。“为了能够了解这些其他太阳系，我们想了解我们自己的。”

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