地球最早的水可能来自太阳风和太空岩石

　　日本太空探测器收集的来自小行星 Itokawa 的样本表明，地球上的水可能是由太阳创造的。 一项新的研究表明，这些水可能以太阳风（从太阳发出的带电粒子流）与太阳系中的各种物体相互作用而产生的尘埃颗粒的形式落在了新生的地球上。

　　“太阳风主要是氢和氦离子流，它们不断地从太阳流出到太空。”英国格拉斯哥大学的行星科学家、新论文的主要作者卢克·戴利在一份声明中说。“当这些氢离子撞击小行星或太空尘埃粒子等没有空气的表面时，它们会穿透表面以下几十纳米（一英寸有2450万纳米），在那里它们会影响岩石的化学成分。”

　　戴利补充说：“随着时间的推移，氢离子的这种空间风化效应可以从岩石中的物质中喷射出足够的氧原子以产生水，水仍然被锁定在小行星内。”

　　这种机制可能是解释地球上水的丰度和化学成分的缺失环节，长期以来一直困扰着科学家。地球表面70%被水覆盖。这比在任何其他星球更太阳系。但是现有的理论都不能完全解释这一切。一种主流观点认为，大约 46 亿年前，富含碳的小行星撞击了年轻的地球，将这些水输送到了地球。

　　但是，对被称为碳质球粒陨石（这些富含碳的小行星的大块）的陨石的详细化学分析表明，锁在它们内部的水与地球水的化学指纹并不完全匹配。

　　科学家所说的同位素组成的这种差异使研究人员相信，地球上的生命液体必须至少有一个额外的来源。同位素是化学元素的形式，它们的区别仅在于它们包含的不带电中子的数量。碳质球粒陨石的水往往含有更多的氘，这是一种带有一个中子的氢，而地球的氢主要是一种较轻的形式，称为氚，没有中子。

　　为了寻找地球水的额外来源，研究小组使用一种称为原子探针断层扫描的新技术分析了富含氧化硅的岩石类型小行星的成分。使用这种技术，研究人员一次测量一个原子的这些颗粒的原子结构，以检测单个水分子。这项研究中分析的样本来自小行星Itokawa，著名的日本探测器隼鸟号曾在 2010 年将这种太空岩石的小块送到地球。

　　“我们的技术，让我们能够在 Itokawa 的尘埃颗粒表面的前 50 纳米左右进行非常详细的观察，它以 18 个月的周期围绕太阳运行。”菲尔布兰德，澳大利亚科廷大学空间科学与技术中心主任、这项新研究的合著者在声明中说。“它让我们看到，这块被太空风化的边缘碎片含有足够的水分，如果我们扩大规模，每立方米的岩石将含有大约20升的水分。。”

　　布兰德补充说：“与富含碳的小行星相比，在丝川尘埃和太阳风的相互作用中产生的粒子含有更多较轻形式的氢。”

　　布兰德说：“这强烈表明，数十亿年前受到太阳风冲击并被吸入正在形成的地球的细粒尘埃，可能是这颗行星缺失的蓄水库的来源。”

　　但是这项研究不仅仅是关于地球的。研究人员在声明中说，这些发现还表明，水可能被锁在许多天体的表面岩石中，包括月球和小行星。如果是这样的话，这对未来人类的深空探测来说可能是个好消息，因为必要的供给可能比科学家担心的更容易找到。

　　“未来载人太空探索的问题之一是宇航员如何找到足够的水来维持生命并完成任务，而无需在旅途中随身携带。”夏威夷大学马诺阿分校的地球物理学家 Hope Ishii 和该论文的共同作者也在声明中说。

　　她补充说：“我们认为可以合理地假设，在许多没有空气的世界中，在某种程度上会发生在 Itokawa 上产生水的相同空间风化过程。” “这可能意味着太空探索者很可能能够直接从地球表面的尘埃中处理新鲜的水源。”