地球上的水来自太阳_科学家的最新发现,带来了令人兴奋的未来

在宇宙中,地球是人类已知的唯一孕育了生命的天体。今天的地球,有着非常丰富的物种,构成了庞大的生物圈。

地球之所以能够孕育生命,是因为它具备了许多的宜居条件。其中最重要也是最基础的一点,就是液态水。在我们这颗星球的表面,有超过70%的部分都被蔚蓝色的海洋所覆盖,另外还有大量的河流、湖泊,它们为生命提供了重要的生化反应溶剂,那就是水。

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在整个太阳系中,我们没有看到任何其他天体像地球这样表面流动着如此多的液态水。这就是地球的特殊之处,也是它孕育了生命的关键。

这也给科学家们带来了困惑:为什么地球能够拥有这么多的液态水?地球上的液态水,到底从何而来呢?

关于这个问题,科学家们提出了许多不同的猜想和理论,但没有一个能够彻底解决这个问题。比如目前比较流行的说法,就是太阳系早期,大量携带水资源的小天体撞上了地球,将水带给了我们。

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(图片说明:碳质球粒陨石)

最有可能给我们带来水的小天体,叫做碳质球粒陨石。这种陨石占所有已知陨石的5%左右,不过它们富含水和有机物,被认为是给我们带来水资源的天外来客。不过,科学家们对这种陨石进行过详细的化学分析,结果发现,这些陨石内部的水,和我们地球上的水并不完全一样,因此这种理论也有说不通的地方。

我们知道,水分子是由氢原子和氧原子构成的,其中氢原子有几种不同的同位素——氕、氘和氚。其中的氕就是我们通常认为的氢原子,也就是只有一个质子和一个电子;氘的内部要比氕多1个中子,又被称为重氢,含有重氢的水分子被称为重水;氚则更进一步,拥有2个中子,被称为超重氢,含有超重氢的水分子被称为超重水。

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(图片说明:水和重水)

如果地球上的水都是来自于碳质球粒陨石,那么地球上普通的水与重水的比例应该和碳质球粒陨石是一样的。不过,实际研究结果是,我们地球上的水中含有更多的氕,而碳质球粒陨石中的氘要更多一些。因此,碳质球粒陨石不足以解释地球上水的全部来源。

最近,科学家们又找到了一种新的理论,或许能够解释我们的水到底从何而来。令人意外的是,他们找到的水源,竟然是没有一滴水的太阳。或者说得更确切一点,是来自于太阳风。

所谓的太阳风,是从太阳大气层辐射出来的高能等离子体带电粒子流,其主要成分是太阳极端环境中存在的氢离子和氦离子。它们以超音速的速度,在太空中穿梭。这些等离子体不仅可以“轰炸”太阳系天体的表面,甚至可以引起更大的影响。

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(图片说明:太阳风)

英国格拉斯哥大学的行星科学家Luke Daly介绍说:“这些氢离子在撞击到像小行星或者星际尘埃粒子这样的无大气物质表面时,它们可以穿透到表面以下几十纳米的位置,并在这里影响岩石的化学物质组成。”

随着这些氢离子的轰炸,这些天体内部的氧原子会逐渐喷出来,从而和氢离子结合,最终凝成水。而且,由于这样的反应是进行于天体表面以下,所以形成的水也不会逸散到太空中,而是被封锁在天体内部。

这次研究结果,是来自于日本的一次小行星探测任务。2003年,该国的隼鸟号小行星探测器发射升空,探测了一颗名为糸川的小行星(小行星25143),并于2010年将其样本带回了地球。

(图片说明:本次研究用到的小行星25143样本)

获得这份样本之后,研究人员利用一种名为“原子探针层析技术”的技术进行了分析,试图了解其内部晶粒的原子结构,从而对单个水分子进行研究。

澳大利亚科廷大学空间科技中心主任Phil Bland描述说,这项技术让研究人员以惊人的细节程度对这个样本最外层50纳米的内部结构进行观察和了解。

结果他们发现,经历了太阳风的太空风化作用的小行星样本边缘内部,存在着足够多的水。其所占的比例,相当于每立方米的小行星边缘物质中含有20升(20立方分米)的水,体积比达到了2%!

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进一步的分析结果表明:小行星25143内的水所含的重水要比碳质球粒陨石低,这意味着,这样的太阳风轰击在小行星或者星际尘埃中形成的水,更有可能是地球上的水源。

这一次研究取得的发现,不仅仅给地球水资源的来源提出了新的可能,还有另外一个令人兴奋的方面,那就是对未来的星际航行有着重要的意义。

这两件事有什么关系呢?

通过本次研究,科学家们意识到,太阳风可能会在更多天体表面以这样的方式制造出水来,比如我们的月球或者其他的小行星。如果太阳系的水资源如此丰富且广泛,那么未来的深空探测就可以从这里获得水资源了。

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如果人类真的想要亲自看看更加遥远的太空,那么水就会成为一种限制。我们不可能把所有需要的水都从地球携带,如果能够在太空中取水,那就非常方便了。

夏威夷大学马诺亚分校的地球物理学家Hope Ishii说:“我们相信自己有理由假设:小行星糸川上的太空风化产生水的过程,也会在其他许多没有空气的天体上或多或少地发生。这或许意味着,未来的星际旅行中非常有希望可以在这些行星表面的尘埃中获得水资源供应。”

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作者:ywf0307
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来源:电影天堂
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