水源之謎新答案：地球之水天上來

地球是太陽系中唯一表面存在液態水的行星。但這些水是從哪里來的，地球的水含量有多少？人們通常認為，水是在地球形成的最后階段，由彗星或太陽系外形成的水合小行星運送到地球的。

近日，法國南茜巖石地質研究中心的研究人員確定了一系列球粒隕石的水濃度和成分，并認為地球上的水可能起源于頑火輝石球粒隕石等物質釋放的氫，這表明地球形成之初就擁有足夠的形成水的基礎元素。相關論文刊登于《科學》。

論文通訊作者Laurette Piani告訴記者，“我們研究的頑火輝石被認為是與地球構成部分最相似的物質之一，它確實含有足夠的氫，足以提供至少3倍于地球海洋總水量的水，甚至可能更多。”

實際上，太陽系十分“濕潤”。除了地球，科學家在月球、火星、水星、彗星和大行星的冰冷衛星上也發現了水的痕跡。但水是從哪里來的呢？

之前，一個研究太陽系水起源的研究小組認為，水有一半是在太陽誕生之前形成的，也就是說，水是在塵埃和氣體云中形成的，而塵埃和氣體云是太陽系的始祖。如果水能在這樣的云中大量形成，那么它可能無處不在。

研究人員把重點放在了氘上。氘是氫的一種重形態，與普通的氫一起在宇宙大爆炸中產生。科學家得出結論，當水形成時，產生富含氘的“重水”的反應比產生正常水的反應略快，因此水中氘的比例增加了。研究小組估計，地球上大約50%的水可能在45億年前太陽誕生之前就已經存在了。

但是，美國宇航局約翰遜航天中心的Anne H. Peslier告訴記者，根據太陽系形成的模型，地球作為太陽系內部的行星，應該只有很少的水，甚至沒有水。

但這顆藍色星球不僅在海洋和大氣中蘊藏著水，而且在其內部深處的巖石中也鎖著相當于幾個大洋的水。為何同是“太陽之子”，行星間的差異卻如此之大？

要找到答案，研究人員就需要借助太陽系初期形成的特殊隕石。頑火輝石球粒隕石也被學術界稱為“E型球粒隕石”，被認為是原始太陽系星云凝聚產生的物質。

結合宇宙化學模型分析，研究人員認為，地球上的水可能起源于頑火輝石球粒隕石向地殼和地幔中釋放的氫。而參與地球形成的頑火輝石球粒隕石中氫含量很高，使其釋放的氫足以形成至少3倍的地球海水。

前不久，發表于《自然—地球科學》的一項研究也表明，地球可能在其演化早期從富含氫的太陽星云中獲得了大量的水。

Peslier表示，該研究為揭開地球水源謎題帶來了一個關鍵而優雅的元素。“地球上的水可能來自行星聚集的星云物質。”她說。

◎ 編譯|唐鳳

◎ 來源|中國科學報（有刪減）