我們不知道生命是如何在地球上出現的,但有一件事是肯定的:如果沒有環繞地表、在溪流中流淌並從天而降的水,我們星球上的生命就不會存在。
我們的星球是唯一已知有生命的星球,也是唯一可以發現大量液態水的星球(衛星是另一個故事)。 關於它的來源和來源存在著巨大的疑問,但新的研究表明,在地球形成之前它就已經存在於太陽係了。
法國國家自然歷史博物館地球化學家傑羅姆·阿萊昂領導的研究小組表示,太陽系誕生時隕石中的水同位素與今天在地球上發現的水同位素相符。
「太陽系中水的初始同位素組成對於了解行星體上水的起源至關重要,但儘管進行了大量研究,但仍然未知,」研究人員在論文中寫道。
「在這裡,我們利用來自原始隕石(太陽系最古老的岩石)的富含鈣鋁包裹體(CAI)中的氫同位素組成,來確定太陽系形成之初水的氫同位素組成。”
某些類型的隕石可以充當太陽系誕生以來的時間膠囊。 恆星是從氣體和塵埃雲中誕生的,氣體和塵埃雲在自身重力作用下塌縮,稱為原恆星包層塌縮。
同時,它周圍的雲中的物質變平成一個圓盤,為不斷生長、旋轉的恆星提供能量。 一旦它完成生長,雲的剩餘部分就形成了該恆星系統中的其他一切——行星、小行星、彗星等等。
其中許多東西甚至比地球還要古老。放射性定年表示地球形成45.4億年前。 幸運的是,其中一些岩石就落在我們家門口。
整個吸積過程通常會加熱並擠壓這些原始物質,使其形成消除其起源痕跡的形式。 這使得對其水分含量的分析成為一項挑戰。
然而,偶爾會有一些到達地球表面的岩石樣本幾乎沒有顯示出過度烘烤的跡象,這為研究人員提供了絕佳的機會。
Efremovka 隕石於 1962 年在哈薩克發現,其元素可追溯到 45.7 億年前。 Aléon 和同事使用專門為此目的開發的新技術對這塊隕石及其富含鈣和鋁的古老包裹體進行了分析。
為了測量隕石的含水量,他們使用了聚焦離子束透過成像來識別和探測樣品中的所有礦物質,並將結果與具有各種含水量的八種陸地參考材料進行比較。 然後,他們檢查了隕石中氫同位素的比率。
令人著迷的是,這些比率可以用來識別水的特徵。 同位素是具有不同中子數量的元素的變體; 氘(也稱為重氫)具有一個質子和一個中子。 氕,或輕氫,有一個質子,沒有中子。
由於氫是水的組成部分之一,因此岩石中這兩種同位素的比率可以告訴我們岩石所接觸的水的情況。 例如,氬是主要的氫同位素在地球上。 在火星,氘是主要同位素,這告訴我們可能有某種東西正在剝離較輕的氕。
Efremovka 隕石中的礦物質和比例表明,在太陽系歷史的前 20 萬年中,在星子(即行星種子)形成之前,存在兩個大型氣藏。 其中一個儲層含有太陽氣體,太陽系中的物質最終會從中凝結。
研究小組發現,另一個富含水。 這些水可能來自於原恆星包層塌陷時流入太陽系內部的大量星際物質。
令人著迷的是,水的同位素組成與地球上的水非常相似。 這表明,早期太陽系從一開始就存在水——甚至在地球在原行星盤中閃爍之前。
「在大型、早期形成的大地星子中觀察到的無處不在的氫同位素組成……是在太陽系最初的十萬年裡達到的,這是由於大量星際物質直接流入太陽系內部,而不是在太陽系內部產生的。研究人員寫道。
該研究發表於自然天文學。