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地球之所以被稱為藍色星球是因為70%的地表被海洋所覆蓋,但地球水的來源一直是未解之謎。到底是源於地球自身演化過程中的岩漿水,還是小行星撞擊地球帶來的水,地球科學家和天文學家持有不同的觀點,但幾乎沒有人考慮過水可能來自太陽。2021年11月29日,發表在《自然天文》的一項研究顯示,地球上的一些水可能是由數十億年前從太陽上層大氣吹出的帶電粒子流形成的。


大多數模型顯示,地球上水是富含水的C型小行星撞擊地球帶來的。這些小行星撞擊地球帶來了特殊型別的含有大量含水礦物質的碳質球粒隕石。對碳質球粒隕石所含的水進行同位素D/H測試分析發現,其氘含量高於地球上的水,表明地球部分水仍然來源不明。因此,碳質球粒隕石可能不是將水輸送到地球的唯一方式,其他型別的球粒隕石小行星也可能含有水,如富含矽酸鹽的S型近地小行星Itokawa。


太陽風是從太陽上層大氣射出的高速帶電粒子流,主要為氫離子。氫離子與漂浮在太空中的富含矽酸鹽的塵埃顆粒發生反應可以產生水,這一反應過程已經在實驗室得到證實,H+輻射下矽酸鹽礦物表面會產生水分子。電子顯微鏡和電子光譜研究也提供了地外塵埃粒子中含有水的直接證據。理論上講,被困在塵埃顆粒中的水將免受太空風化,可以通過隕石輸送到太空中的其他天體。


為進一步探索這一假設,研究人員利用原子探針斷層掃描技術分析了2010年由日本太空探測器隼鳥收集的富含矽酸鹽的Itokawa小行星樣品。發現顆粒邊緣富集著約1mol%的氫氧化物和水,其深度與對氫離子穿透矽酸鹽材料的預期一致,表明太陽風的氫離子被“注入”到岩石中,水被儲存到太空風化無法觸及的地方,由此形成的水的氘含量較低,可以使地球上的水D/H平衡,表明太陽風是地球水源之一。


根據微小塵埃顆粒中發現的水量判斷,每立方米Itokawa 風化層岩石可含20升水,並且這樣的水源在整個銀河系無空氣的其它星球也可能存在,意味著宇航員可能通過處理行星表面的塵埃獲得新鮮的水,比如登陸月球將不再需要攜帶補給品,這將給未來太空探索帶來更多便捷。

參考文獻:Solar wind contributions to Earth's oceans, 2021, Nature Astronomy, DOI: org/10.1038/s41550-021-01487-w.

責編:朱張航宇



原文連結:https://inewsdb.com/數碼/地球水來源不明?科學家:太陽風是地球水源之一

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