地球上的水，來自外太空？

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我們每天都離不開的水，大概已經有45億年的歷史了。水，這種維持了地球生命的物質，與地球本身一樣古老。

天體物理學家并不完全清楚地球上的水來自哪里，但有間接的證據表明，在地球的“嬰兒時期”，一些含水隕石可能撞擊了地球。富含水的隕石把地球變成了一個獨特的潮濕世界。

從另外的角度看，盡管我們的星球被覆蓋了約14億立方千米的水，但它仍比人們想象的要干燥。法國波爾多天體物理實驗室的天文學家肖恩.N.雷蒙德（SeanN.Raymond）將地球與餅干進行了比較，地球的水含量可能只有0.023%，而餅干的水含量約為2%。

不過，今天的地球仍然比地球剛誕生時的水分要多得多。

干燥的起源

太陽系剛開始形成的時候，所有的行星都非常熱，無法容納水。“地球和火星應該非常干燥，”中佛羅里達大學的小行星專家溫貝托·坎平斯說，“因為它們位于太陽系的凍結線中。”

46億年前，當太陽從坍塌的氣體和塵埃云中凝聚出來時，它的巨大熱量形成了一個邊界，稱之為凍結線。在凍結線外面，空間足夠涼爽，冰粒可以凝固。因此，離太陽較遠的木星和土星有海洋衛星；而地球和其他內行星只有干燥的巖石和殘留的致密金屬。

直到幾百萬年后，一些特殊事件把水帶到了地球上。天文學家已經探索了幾種可能的情況。

月球表面的隕石坑表明，太陽系的凍結線不斷受到太空巖石的撞擊，包括一場被稱為“晚期大轟炸”的特別猛烈的隕石陣雨。一些專家認為，這些隕石風暴，即墜落到地球上的小行星碎片，就像是來自太空的水氣球。

另外，科學家猜想，給地球送水的也許還有其他家伙。例如：來自太陽星云的氣體將氫溶解到了地球的巖漿層中。

元素匹配

宇宙中最常見的氫形式，是一個電子環繞著一個質子，但還有一個稍微不同的版本，叫做氘，質子和中子被壓縮在氘的中心。天文學家測量了地球水中氘與普通氫的比例，并在太陽系周圍的其他天體中尋找類似的“氘-氫比”。

一顆年輕的恒星和周圍的凍結線，水集中在冰雪皚皚的外緣圖片來源：A.Angelich （Nrao/Aui／Nsf）／Alma（Eso/Naoj／Nrao）

事實證明，碳質球粒隕石（一種隕石）和地球的氘-氫比很相似。如果把我們的太陽系想象成一個古老的建筑工地，那么球粒隕石就是繁多的瓦礫。它們來自小行星帶的外部，可能形成在凍結線更潮濕一側。科學家估計，大約一噸富含冰和水礦物質的碳質太空隕石可以向地球輸送50至100公斤的水，木星和土星在初期迅速膨脹的時候，將這些隕石甩到了太陽系的內行星，包括地球。

隕石含有大量有機物質，如碳和其他與生命相關的分子。它們還含有揮發性物質，如太陽系早期的水、鋅和氫。地球上可以找到這些物質，但仍然有一些地球上的揮發性物質隕石中并沒有。“碳質球粒隕石給地球帶來了水，但并沒有給地球帶來惰性氣體，”坎平斯說，一定還有其他“外星來客”給地球送來了禮物。

巧合的是，歐洲航天局的羅塞塔探測器和菲萊著陸器對彗星67P進行了仔細研究，發現其含有大量的惰性氣體。

于是有了一個猜想：一群太空天體帶著惰性氣體、水和其他物質撞擊了地球。坎平斯說：“大部分水也許是由小行星撞擊產生的，而大部分惰性氣體可能是由彗星產生的。但我認為，自然界比這更復雜一些，可能這兩者出現的時間并不相同。”

相反的例子很快就出現了，最新的科學研究發現，一種不同的太空巖石才可能是地球水的來源，這種巖石來自離地球更近的地方。

地球附近的隕石

非碳質隕石的成分與地球最初的組成成分相似。由于它們形成于內太陽系——小行星帶的地球這一側，天文學家將它們歸類為“非碳質”。雖然它們不像遙遠的小行星那樣含有大量的水，但它們也能帶來一些沖擊力。2020年發表在《科學》雜志上的一篇論文得出結論，過去的天體物理學模型大大低估了小行星中的氫含量，使“地球附近的隕石是干的”這一舊觀點不攻自破。這些隕石的氘-氫比也很符合。

內太陽系的隕石

歐洲天文學家小組利用美國宇航局唐姆斯-韋伯太空望遠鏡探測到的一顆小行星 圖片來源：歐洲航天局／韋伯

歐洲航天局的羅塞塔號航天器在第一次執行彗星著陸任務時記錄的彗星67p圖片來源：歐洲航天局

內太陽系的隕石圖片來源：Pxhere

分析還表明：來自內太陽系的隕石碎片將一種鋅帶到了火星。如果鋅存在于這些隕石中，那么它們很可能攜帶了其他揮發性物質，特別是水。火星曾有過液態水，冰蓋下可能還潛藏著一些液態水。

如果太空隕石把水帶到了火星，那么它們會不會在其他地方也這樣做呢？科學家認為，以前被忽視的、離地球很近的非碳質隕石可能提供了地球上大約70%的水，而不是碳質隕石。

最后，我們會發現，科學家對地球水的來源并沒有形成統一的觀點，但這個問題讓我們對太陽系和更遠的宇宙太空了解得更多了。未來隨著人類對太空的探索更加深入，“地球的水來自何處”這個問題會有更加肯定的答案。

文章來源：popsci. com