地球上的水可能根本不是来自小行星

2025-05-06 09:00来源:本站编辑

由于地球上的大部分地区都被水覆盖,科学家们一直在寻找一个基本问题的答案:水是从哪里来的?

一种流行的理论认为,小行星或彗星在偶然相遇中帮助将宝贵的资源带到地球,但新的证据可能会推翻这一观点。

发表在《伊卡洛斯》杂志上的一项研究表明,水的成分可能在早期地球形成时就已经存在了,这表明水的形成可能比之前认为的更普遍。

“我们总是认为地球是独一无二的,”该研究的主要作者、牛津大学(University of Oxford)博士候选人汤姆·巴雷特(Tom Barrett)说。“地球表面有巨大的海洋,对我们的生活方式至关重要。”

他说,与之前的观点相反,构成地球的物质似乎含有水的成分。

长期以来,科学家们一直在质疑,早期的地球是否能自身含有足够的氢和氧,从而形成我们星球上的水。

一些人认为,线索可能隐藏在一颗被认为与我们新诞生的星球相似的陨石中,这颗陨石被称为顽辉石球粒陨石。

巴雷特说,这些类型的陨石形成于太阳系内部,“可能代表了46亿年前形成地球的大部分物质”。

作为早期地球的类似物,这些陨石体现了水形成的良好前景。

先前的研究表明,它们含有足够的氢来解释地球海洋的形成,但它只确定了这些陨石中约20%的氢的位置。目前尚不清楚其余的氢是否存在于陨石中,还是样本在地球上受到了污染。

巴雷特和他的同事们的目标是解释剩余的氢。他们利用x射线技术探测了在南极洲发现的一颗顽辉石球粒陨石,发现了大量附着在硫上的氢。令他们惊讶的是,他们在岩石基质中发现了这些化合物,就像把岩石中较大的颗粒粘在一起的面团一样。

该团队提出了氢如何在那里出现的方法。巴雷特说,在太阳系早期,陨石中现有的硫化铁化合物可能起到了催化剂的作用,产生了氢和硫化合物,就像一个氢气工厂。

他说,这种化合物可能是在岩石中较大的颗粒中形成的,然后被泵入基质材料中,这是“储存这种相当高浓度的含氢化合物的一种相当有效的方式”。

陨石中也含有氧气,但研究小组并没有研究氢硫化合物最终是如何形成水的。

其他研究人员表示,该分析是了解地球上水的起源的重要一步。

法国国家科学研究中心(French National Centre for Scientific Research)的宇宙化学家伊夫·马罗基(Yves Marrocchi)没有参与这项研究,他说:“新发现的是,研究人员已经在可能构成地球的长辉石球粒陨石中找到了氢的位置。”

Marrocchi是先前发现这些陨石含有高氢含量的团队的一员,但无法确定其位置。

他说,这些发现证实了他之前的结论,即氢是从太阳系早期继承下来的,这些陨石含有足够的氢来产生地球上的海洋。

“地球可能从一开始就有足够的成分形成水,”没有参与这项研究的行星科学家帕特里克·肖伯(Patrick Shober)说。他补充说,研究表明,“地球上的水丰富不是一个奇怪的意外;这是预料之中的。”

但肖伯指出,小行星或彗星在地球后来的历史中仍可能发挥了重要作用。例如,这些顽辉石球粒陨石中的氢与地球地幔的组成相匹配,但它并不能很好地解释地球海洋中的氢和氮含量。

“后来来自太阳系外的天体的轰击为这个故事增添了额外的趣味,改变了我们海洋的同位素组成,”Shober说。但他说,我们有“足够的挥发物提前制造水”。

研究人员说,如果水的成分比以前想象的要丰富,那么这种资源在其他星球上可能会更普遍。

例如,有证据表明火星可能有流动的水,并且看起来与现代地球非常相似。巴雷特说,如果火星最初有水,可能是历史上发生了什么事情耗尽了它的水。

现在,一个新的问题出现了:今天的地球适合居住是因为它的形成方式还是因为它的进化方式?

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