由美国亚利桑那州分子科学学院和地球与太空探测学院(Molecular Sciences and School of Earth and Space Exploration at Arizona State University)助理教授吴军 (Jun Wu) 硏究团队一项新的研究显示,地球最初的水有一部分来自于围绕太阳旋转的气体和尘埃云。
水是由两个氢原子和一个氧原子组成的,而岩石小行星很可能在几十亿年前将其中的大部分氢带到了地球上。 然而,新的研究发现,年轻的地球也可以从太阳星云中获得氢,在地球上每一百个水分子中就有一个来自太阳星云。
在太阳系初期,太阳形成后的剩余物质,星云中含有大量的氢。 但在这项研究之前,研究人员还没有研究过星云是否提供了地球上的大部分氢。 为了找出地球的水来自哪里,科学家研究具有相同质子数,但中子数目却不同的氢同位素的比例。
正常的氢和氘(一种较重的氢同位素),在海水中的比例与来自小行星的水的比率相符合,显示地球的水具有小行星的起源。 然而,从地球内部的氢(在地函与地核交界区),却讲述了一个不同的故事。 根据这项研究,这些样品与海水相比,氘比氢少,这结果指向小行星以外的来源。
地球在数十亿年前形成,由当时较小的小行星碰撞并熔合成一个更大的物体。 新模型认为,随着新生、仍在熔融形成行星的阶段时,地球从太阳星云中吸走了尘埃和气体。 星云的氢沉入新生地球的熔融岩浆中,并被地磁核心吸引过去。 研究人员指出,来自小行星的氢,最终在地幔(mantle)内聚集。
此外, 据科学家报告, 大量的水隐藏在行星内,地幔中大约有两个海洋,地核中大约有四个到五个海洋,其中大部分可能来自太阳星云,类似的过程可能会影响系外行星上水的形成。
【图:互联网; 文:节录自台北天文馆之网络天文馆网页】研究全文刊登在已经出版的《地球物理研究》期刊
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