科学家对地球上的湖泊、河流和海洋的地外起源有了新认识 当前短讯

根据一项新的研究，地球的水并不是来自融化的陨石，该研究分析了自太阳系形成45亿年以来一直在太空中漂浮的融化的陨石。这些陨石的水含量极低，无论它们来自外太阳系还是内太阳系，都排除了它们作为地球水的主要来源。

(资料图片)

附图中的白色虚线是与外太阳系的边界，显示了从外太阳系到内太阳系的物质运输。资料来源：杰克-库克的插图，©伍兹霍尔海洋学研究所

地球上的水是从哪里来的？根据科学家的说法，至少不是来自于融化的陨石。

伍兹霍尔海洋研究所是一项合作研究的一部分，对我们的湖泊、河流和海洋的外星来源提供了新的见解。水占了地球表面的71%，但没有人知道如此大量的水是如何或何时到达地球的。

3月15日发表在《自然》杂志上的一项新研究使科学家离回答这个问题又近了一步。伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）地质学和地球物理学副科学家Sune Nielsen是这项研究的共同作者，该研究分析了自45亿年前太阳系形成以来一直在太空中漂浮的融化的陨石。研究人员发现，这些陨石的含水量极低--事实上，它们是有史以来测量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作为地球水的主要来源，可能对寻找水和其他星球上的生命产生重要影响。它还有助于研究人员了解使地球成为宜居行星的不可能条件。

这项研究由马里兰大学（UMD）地质学助理教授Megan Newcombe领导，另外还有来自卡内基科学研究所的共同作者。

"我们想了解我们的星球是如何设法获得水的，因为这并不完全明显，"Newcombe说。"在一个小而相对靠近太阳的星球上获得水和拥有表面海洋是一个挑战。"

研究小组分析了七块融化的achondrite，或称无球粒陨石的陨石，这些陨石在从至少五颗小行星--碰撞形成我们太阳系中的行星的物体--分裂出来后数十亿年后坠入地球。在一个融化过程中，许多这些小行星在太阳系早期的历史中被放射性元素的衰变所加热，导致它们分离成具有地壳、地幔和核心的层。

由于这些陨石最近才落到地球上，这个实验是第一次有人测量它们的水含量。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，然后与Newcombe一起在卡内基科学研究所的地球和行星实验室用二次离子质谱仪测量它们的水含量。

卡内基科学研究所的科学家、共同作者Conel Alexander说："分析极端干燥材料中的水的挑战是，样品表面或测量仪器内部的任何陆地水都很容易被发现，从而污染了结果。"

为了减少污染，研究人员首先在一个低温真空烤箱中烘烤他们的样品，以去除任何表面的水。在样品能够在二次离子质谱仪中进行分析之前，样品必须再次被烘干。

Newcombe说："我不得不把样品放在一个涡轮泵下以实现真正的高质量真空长达一个多月的时间，以便把地面的水抽掉，"。

他们的一些陨石样本来自内太阳系，即地球所在的地方，那里的条件通常被认为是温暖和干燥的。其他更少见的样本来自我们行星系统中更冷、更冰冷的外围地区。虽然人们普遍认为水是从外太阳系来到地球的，但是还没有确定哪些类型的物体可以携带水穿越太阳系。

"我们知道大量的外太阳系天体是有区别的，但是人们隐约地认为，由于它们来自外太阳系，所以它们也一定含有大量的水，"WHOI的Nielsen说。"我们的论文显示这绝对不是事实。陨石一旦融化，基本上就没有剩余的水了。"

在分析了achondrite样本后，研究人员发现，水只占其质量的不到200万分之一。作为比较，最潮湿的陨石按重量含有高达约20%的水，或比Newcombe和共同作者研究的陨石样本多10万倍。

这意味着，行星的加热和熔化导致了近乎完全的水流失，无论这些行星在太阳系中起源于何处，以及它们开始时有多少水。Newcombe和合著者发现，与流行的看法相反，并不是所有的外太阳系物体都富含水。这使他们得出结论，水很可能是通过未熔化的，或者说球粒陨石被送到地球的。

Newcombe说，他们的发现具有地质学以外的应用。许多学科的科学家--特别是系外行星的研究人员--对地球水的起源感兴趣，因为它与生命有着深刻的联系。

"水被认为是生命能够蓬勃发展的要素，所以当我们向宇宙望去，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成为生命的潜在宿主，"Newcombe说。"为了能够了解这些其他的太阳系，我们希望了解我们自己的太阳系。"

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