你喝的水可能比太陽(yáng)還古老

美國(guó)密歇根大學(xué)天文系的一項(xiàng)研究成果顯示，存在地球、隕石、月球表面的水，可能比大約46億歲的太陽(yáng)系還“老”。這意味著現(xiàn)存于太陽(yáng)系中的水，有部分來(lái)自于太陽(yáng)系形成前的星際介質(zhì)。

彗星撞、太陽(yáng)風(fēng)吹還是自帶？

地球上的水到底從哪兒來(lái)？目前比較有代表性的是“外源說(shuō)”和“自源說(shuō)”。

“外源說(shuō)”認(rèn)為地球上的水來(lái)自地球外部，例如彗星和富含水的小行星。

彗星的成分主要是水和星際塵埃，彗星撞擊地球會(huì)帶來(lái)大量水。而有些富含水的小行星降落到地球上成為隕石，也含有一定量的水，一般為0.5%至5%，有的可達(dá)10%以上。正因如此，一些科學(xué)家認(rèn)為，正是彗星和小行星等地外天體撞擊地球時(shí)，將其中冰封的水資源帶入了地球環(huán)境中。

外來(lái)水源的另一個(gè)可能性是太陽(yáng)風(fēng)。太陽(yáng)風(fēng)是指從太陽(yáng)日冕向行星際空間輻射的連續(xù)的等離子體粒子流，是典型的電離原子，由大約90%的質(zhì)子（氫核）、7%的α粒子（氦核）和極少量其他元素的原子核組成。

首先提出地球上的水是太陽(yáng)風(fēng)的杰作的科學(xué)家是托維利。他認(rèn)為，太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球大氣圈上層，帶來(lái)大量氫核、碳核、氧核等原子核，這些原子核與地球大氣圈中的電子結(jié)合成氫原子、碳原子、氧原子等，再通過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)變成水分子。據(jù)估計(jì)，在地球大氣的高層，每年幾乎產(chǎn)生1.5噸這種“宇宙水”。然后，這種水以雨、雪的形式降落到地球上。

更重要的是，地球水中的氫與氚含量之比為6700:1，這與太陽(yáng)表面的氫、氚比十分接近。因此托維利認(rèn)為，這可以充分說(shuō)明地球水來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)。但太陽(yáng)風(fēng)在地球的生命史中也不過(guò)形成了67.5億噸水，與現(xiàn)今地球表面的水儲(chǔ)量相比，不過(guò)九牛一毛。

“自源說(shuō)”則認(rèn)為地球上的水來(lái)自于地球本身。地球是由原始的太陽(yáng)星云氣體和塵埃經(jīng)過(guò)分餾、坍縮、凝聚而形成的。凝聚后的這些星子繼續(xù)聚集形成行星的胚胎，然后進(jìn)一步增大生長(zhǎng)，形成原始地球。

地球起源時(shí)，形成地球的物質(zhì)里面就含有水。在地球形成時(shí)溫度很高，水或在高壓下存在于地殼、地幔中，或以氣態(tài)存在于地球大氣中。后來(lái)隨著溫度的降低，地球大氣中的水冷凝落到了地面。巖漿中的水也隨著火山爆發(fā)和地質(zhì)活動(dòng)不斷釋放到大氣、降落到地表。

還有一種說(shuō)法認(rèn)為，在地球形成的最初階段，其內(nèi)部曾包含非常豐富的氫元素，它們后來(lái)與地幔中的氧發(fā)生了反應(yīng)并最終形成了水。

你喝的水可能比太陽(yáng)還古老

除了以上說(shuō)法，還有一些有趣的發(fā)現(xiàn)。美國(guó)密歇根大學(xué)天文系的一項(xiàng)研究成果顯示，存在地球、隕石、月球表面的水，可能比大約46億歲的太陽(yáng)系還“老”。這意味著現(xiàn)存于太陽(yáng)系中的水，有部分來(lái)自于太陽(yáng)系形成前的星際介質(zhì)。

參與研究的美國(guó)密歇根大學(xué)博士生克里夫斯表示：“太陽(yáng)系誕生初期的環(huán)境條件并不適合水分子的合成。而在這種情況下，水就只可能來(lái)自于富含化學(xué)元素的外部星云。而這些水成功地在太陽(yáng)系誕生的過(guò)程中幸存了下來(lái)。”

為了探明水的“年齡”，研究人員決定從氫的同位素氘入手。氘，常用于熱核反應(yīng)，在能源領(lǐng)域具有良好的前景，通常微量存在于我們周圍的水中，并且很難自然形成。

研究人員構(gòu)建了專門的計(jì)算機(jī)模型，對(duì)比了彗星、行星、隕石及地球海洋水中氘的豐度（相對(duì)含量）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些樣本的比率均高于正常情況下太陽(yáng)系中氘的比率，也就意味著多出來(lái)的氘可能并不來(lái)源于太陽(yáng)系。超出比率的氘可能來(lái)自氘豐度更高的寒冷星際空間，比太陽(yáng)系更加“年長(zhǎng)”。

但并不是說(shuō)我們周圍的水都是太陽(yáng)系的“長(zhǎng)輩”，真正早于太陽(yáng)系形成的水在其中的比例并不明確，不過(guò)其數(shù)量可能很可觀。

這一發(fā)現(xiàn)，不僅意味著我們每天可能在喝著來(lái)自遙遠(yuǎn)星際空間的水，還意味著宇宙中可能會(huì)有更多類似太陽(yáng)系的系統(tǒng)，具備誕生生命的條件。這將有助于人類對(duì)行星系統(tǒng)的研究，人們或許將有更大機(jī)會(huì)找到另一個(gè)孕育生命的“地球”。