地球的水从何而来

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使科学家离回答这个问题更近了一步。在马里兰大学地质学助理教授梅根·纽科姆(Megan Newcombe)的带领下，研究人员分析了自4 1/2亿年前太阳系形成以来一直在太空中漂浮的融化陨石。他们发现这些陨石的含水量极低——事实上，它们是有史以来最干燥的外星物质之一。

这些结果让研究人员排除了它们是地球水的主要来源，可能对在其他星球上寻找水和生命产生重要影响。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。

“我们想了解我们的星球是如何获得水的，因为它并不完全明显，”纽科姆说。“在一个很小且相对靠近太阳的星球上获取水和拥有表面海洋是一个挑战。

研究小组分析了七颗融化的或无球粒陨石，这些陨石在从至少五个微行星分裂出来数十亿年后坠入地球 - 这些物体碰撞形成我们太阳系中的行星。在一个被称为熔化的过程中，许多这些微行星被早期太阳系历史上放射性元素的衰变加热，导致它们与地壳、地幔和核心分离成层。

因为这些陨石最近才落到地球上，所以这个实验是第一次有人测量它们的挥发物。UMD地质学研究生利亚姆·彼得森(Liam Peterson)使用电子微探针测量其镁，铁，钙和硅的水平，然后加入卡内基科学研究所地球和行星实验室的Newcombe，使用二次离子质谱仪测量其水含量。

“分析极端干燥材料中的水的挑战在于，样品表面或测量仪器内部的任何陆地水都可以轻松检测到，从而污染结果，”该研究的共同作者，卡内基科学研究所的科学家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任何地表水。在二次离子质谱仪中分析样品之前，必须再次干燥样品。

“我不得不将样品放在涡轮泵下 - 一个非常高质量的真空 - 一个多月，以吸取足够的陆地水，”纽科姆说。

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。其他更罕见的样本来自我们行星系统更冷，更冰冷的外围。虽然人们普遍认为水是从外太阳系来到地球的，但尚未确定哪些类型的物体可以将水带过太阳系。

“我们知道很多外太阳系物体是有区别的，但它有点隐含地假设，因为它们来自外太阳系，它们也必须包含大量的水，”研究合著者Sune Nielsen说。“我们的论文表明情况绝对不是这样。一旦陨石融化，就没有剩余的水了。

在分析了无球粒陨石样本后，研究人员发现水的质量不到其质量的百万分之二。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%的重量水，比Newcombe及其合著者研究的陨石样本多100万倍。

这意味着微行星的加热和融化导致几乎完全的水分损失，无论这些微行星起源于太阳系的哪个地方以及它们开始时有多少水。纽科姆和她的合著者发现，与普遍的看法相反，并非所有太阳系外天体都富含水。这使他们得出结论，水可能是通过未融化的或球粒陨石输送到地球的。

纽科姆说，他们的发现具有地质学以外的应用。许多学科的科学家，尤其是系外行星研究人员，都对地球水的起源感兴趣，因为它与生命的深厚联系。

“水被认为是生命能够蓬勃发展的成分，所以当我们观察宇宙并找到所有这些系外行星时，我们开始研究哪些行星系统可能是潜在的生命宿主，”纽科姆说。“为了能够理解这些其他太阳系，我们想了解我们自己的太阳系。

研究论文“早期形成的微行星的脱气限制了向地球输送水”，于15年2023月<>日发表在《自然》杂志上。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！