2011年10月28日 星期五

地球水來源 科學家:慧星送來宇宙水蒸氣

地球上的水無處不在,但從來沒有人能夠斷定它如何出現在地球上。科學家們認為,地球早期太熱,無法容留水或水蒸氣,但是在相對較短的地質時間內,海洋突然出現了。對於這一古老問題,一個歐洲研究小組近日宣佈,它在太空中發現了一個非常寒冷的水蒸氣儲庫,可以解釋地球的水來自何處。

 形成期行星外圍發現冰庫
據《華盛頓郵報》報導,研究人員發現,距離地球約175光年遠的名為TW Hydrae的一顆1,000萬年星齡的恆星,周圍環繞運行著星盤,星盤正處於形成行星的早期階段,就像45億年前地球形成時的形態。這是已發現的最接近行星形成期的星體。在星盤外圍,發現了大量水氣,足以添滿數以千計的地球海洋。 
 科學家從這一新發現得出結論:賦予地球生命的水幾乎可以肯定是通過冰凍彗星和小行星到達地球的,科學家還假定我們的太陽系形成時,這些冷水儲藏也已同時存在。
10月21日出版的《科學》雜誌發表了荷蘭天文學家豪格海德(Michiel Hogerheijde)的論文,他是這些研究結果的論文主要作者。
 豪格海德說:「科學家們早就懷疑,在形成行星的星盤外部區域有冷水蒸氣儲藏,但是到現在,我們只在接近恆星的星盤內側灼熱區域探測到水蒸氣跡象。由於冰凍彗星和小行星在外部區域形成,這就對彗星送水到地球的理論提出了問題。但是,現在我們在彗星形成的區域發現了冷水氣儲藏,這就有力地支持了這一理論。」

他說,這一理論可以合乎邏輯地進行延伸,就是彗星也把水送入數十億的太陽系外行星中的一部份,這意味著眾多星系中有可能存在許多「海洋世界」。豪格海德說,檢測到的冷水蒸氣只是該區域冰庫的一小部份。包裹著塵埃的冰晶在零下400度成形。恆星發出的紫外線使冰晶能夠暖化,釋出蒸氣。
 地球海洋的水或來自彗星
在半重水的水分子中,一個氫原子(H)被一個同位素重氫(氘,D)原子所取代,由於氘的原子非常穩定,所以重氫(氘)與普通氫的比例可以永恆不變。

自20世紀80年代以來,研究人員發現,幾顆太陽系內的彗星上的水,其D/H值與地球上的存在著顯著的差異,因此認為不超過10%的地球上的水是由彗星送來的。就在數週前,科學家發現,從彗星哈特利2(Hartley 2)探測的數據表明,其D/H值與地球海洋中的幾乎一模一樣。 
 德國馬克斯普朗克研究所的首席研究員哈道赫(Paul Hartogh)說:「現在,在原則上,所有地球海洋的水可能來自彗星。」行星科學家已經確定,行星形成時,有巨量的石墨和矽塵環繞著恆星,最終形成行星。

他們得出結論,地球大約在45億年前形成,當時太接近太陽,無法容留水或水蒸氣。但大約在41億年前開始了一個時期的「狂轟濫炸」,地球受到彗星和冷隕石的沉重打擊, 這兩者給地球帶來了水,它們來自其星盤外側。轟炸結束於約38億年前,這時,地球上的大部份水已經就位了。科學家檢測到了在海洋添滿後相對較短的地質期——36億年前的微生物生命的最早形式。
雖然有越來越多的證據解釋說,彗星和濕小行星給地球帶來海洋,一些研究人員認為,水主要來自其他來源。例如,水被認為是和其它物質一起從早期的火山噴出,也可能是地球冷卻時從岩石的某些礦物質中流出。

豪格海德認為,這個早期的「噴水」只是使早期地球變濕潤,現有有說服力的證據是,海洋的水大多是後來從太空遠道而來的。

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