撰文丨Glenn
校審丨晴天
責編丨Bo
水從哪里來?這是一個問題,一個關于生命起源的古老話題。
人類賴以生存的藍色星球,自古以來就存在不可或缺的老三樣:水、空氣和陽光。水從哪里來似乎是一個十分簡單而明顯的事實,以至于地球為什么有水似乎是一個微不足道的問題。
然而,自古以來就有水,不是科學家想要的答案。
水到底從哪里來?或許早在一千多年前,詩仙李白就給我們道出了天機!
“黃河之水天上來,奔流到海不復回。”
——李白《將進酒》
圖丨電影《妖貓傳》圖片
01. 困惑
水是生命之源,水的起源至今為止依然是一個長期爭論的話題。根據太陽系形成的模型,地球作為太陽系內部的行星,應該很少甚至沒有水。
早期的行星形成模型預測,當我們的太陽還很年輕的時候,附近的星云氣體太熱,無法形成冰。因此,作為水蒸氣的水不容易進入水星、金星、地球和火星的巖石型物質中。只有太陽系外的行星,如木星,才能含有豐富的水和其他揮發物,因為它們形成于“雪線”之外,雪線是太陽星云中水蒸氣和水冰之間的假想邊界。這些行星出生時離太陽足夠遠,能夠很容易地將凍結的水結合在一起。
然而,事實卻并非如此。理論上不應該有水的地球,不僅擁有大量海洋、江河湖泊,并且大氣中也有水,甚至于在地球內部深處的巖石中也含有相當于幾個海洋的水。
那么,問題就來了,地球上的水,到底從哪里來?
圖丨地球
02. 破局
為了弄清楚這個難題,可以分析太陽系形成之初形成的特殊類型的隕石。這些被稱為球粒隕石的太空巖石,還沒有被合并和化學修飾成一顆大行星。球粒隕石代表了太陽星云氣體的凝聚體,是聚集在一起最終形成行星的物質類型的最佳代表。地球的同位素組成表明,巖石行星的主要組成材料是類頑火輝石球粒隕石。
然而,頑火輝石球粒隕石被認為過于干燥,無法解釋地球的水。相反,一種富含水的碳質球粒隕石被認為帶來了地球上大部分的水。然而,碳質球粒隕石并不理想,因為它們有一種與地球非常不同的同位素組成,且形成于雪線之外。
為了調和這一明顯的不一致,碳質球粒隕石被認為是在地球大部分已經形成的時候從雪線以外添加到地球上的。對于這些投擲到早期地球的球粒隕石來說,木星的形成或其內部太陽系的漂移被認為擾亂了小行星的軌道,將它們從小行星帶的外部驅逐出去。
圖丨太陽系
03. 新發現
在最新一期的Science報道中,法國洛林大學Laurette Piani團隊給地球上水的來源提出了更簡單的解釋:水可能來自頑火輝石球粒隕石(一種類似于地球主要建筑材料的物質)。美國太空總署約翰遜宇航中心Anne H. Peslier對此發表表示贊賞并同期發表評述。

