科学探索|科学家可能已经发现了地球水的意外宇宙起源科学家可能已经发现了地球水

50亿年前，宇宙是没有地球的。这种状态一直持续到大量的小行星砸在一起并压缩成一个巨大的岩石球体。但这又提出了一个问题：地球的表面有70%是水，那么液体是从哪里来的？

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一个长期存在的理论是，一类富含水的小行星--被称为碳质或C型小行星--可能在地球诞生期间砸向地球并带来了水。但有一个警告，C型小行星可能只是故事的一半。
这些小行星的水成分跟我们在地球上发现的H2O略有不同。它有更多的氘，这是一个更重的氢的版本。但如果地球上所有的水都来自这些小行星，它的构成就会相似。一批国际科学家可能已经解决了这个难题。
研究人员认为，如果太阳的太阳风--带电的氢离子和氦离子的周期性抛射--跟小行星甚至小行星尘埃接触，那么风中的氢离子则会跟岩石颗粒中的氧原子发生作用从而产生H2O 。
在仔细研究了日本航天局的隼鸟号太空探测器在2010年带回的小行星Itokawa的样本后，研究小组确认太阳可能是地球膨胀性水含量的一个促成因素。他们周一在《Nature Astronomy》上发表了一篇关于他们发现的论文。

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论文的主要作者、格拉斯哥大学地理和地球科学学院的Luke Daly在一份声明中说道：“被太阳风冲击并在数十亿年前被卷入形成中的地球的细粒尘埃可能是这个星球缺失的水库的来源。”
地球上的水的编年史可能超出了太空小行星撞向陆地并带来水的范围。这一点可能伴随着一个悬浮在太空中的水厂，因为太阳风轻轻拂过降落在我们星球上的灰尘颗粒。
单纯由小行星引起的氘重水和来自太阳风和尘埃粒子相互作用的氢重水的结合可以更好地说明了在地球上发现的水的化学构成。
“我们计算出，约50:50的富含水的尘埃和小行星的混合体将跟地球水的同位素组成完美匹配，”研究团队在其论文的最新解释中写道。
为了得出这些结论，研究人员使用了一种叫做原子探针层析成像(APT)的方法对近地小行星Itokawa的样本进行了研究。他们想看看这颗小行星是否受到从太阳风中产生水所需的特定类型的空间天气的影响。
作为工程师和物理学家使用的尖端工具，APT帮助科学家了解各种材料的化学成分。通过这种技术，一些东西可以被放在一个房间里并被逐个原子地解构。在物品被完全解构后，计算机以数字方式重新组装该物体的模型。然而这一次，该结构被映射出精确的原子分布。
为了证明太阳风促成了地球上水的产生，研究小组将需要在Itokawa样本上检测到氢氧化物--风-粒子化学反应的副产品--及可能的水。他们发现了这两者。

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研究论文共同作者、科廷大学地球和行星科学学院的约翰-科廷杰出教授Phil Bland在一份声明中说道：“原子探针层析成像让我们对Itokawa上尘埃颗粒表面的前50纳米左右的内部进行了难以置信的详细观察，它以18个月的周期围绕太阳运行。它让我们看到，这块空间风化的边缘碎片含有足够的水，如果我们按比例增加，每立方米的岩石将达到约20升。”并且有趣的是，可能受到水输送系统影响的不仅仅是地球。
来自夏威夷大学马诺亚分校的Hope Ishii在一份声明中指出：“我们认为可以合理地假设，在Itokawa上产生水的相同空间风化过程将在某种程度上发生在许多没有空气的世界上，如月球或小行星灶神星。”