比太阳还老的水地球海洋的水是否从星云中来的？

发布时间：2023-11-16 07:00:16 所属栏目：动态来源：转载

导读： 　　人类一直在研究地球上水的起源，这已经是一个长期存在的谜团。我们知道，水是生命的源泉，没有水就没有生命。但是，水究竟是怎样出现在地球上的呢？是随着地球的形成而存在的吗？还是由

　　人类一直在研究地球上水的起源，这已经是一个长期存在的谜团。我们知道，水是生命的源泉，没有水就没有生命。但是，水究竟是怎样出现在地球上的呢？是随着地球的形成而存在的吗？还是由后来撞击地球的彗星或小行星带来的呢？或者，还有其他的可能性吗？

　　最近，一篇发表在《自然》（Nature）杂志上的文章给出了一个令人惊讶的答案：地球上的水可能早在太阳和地球诞生之前就已经存在了！这一答案来自对一颗距离我们1300光年远的年轻恒星猎户座V883及其周围原行星盘的观测。科学家们发现，这个原行星盘中含有大量的水分子，而且这些水分子与地球海洋中的水分子非常相似。这意味着，这些水分子可能是在恒星形成之初就已经存在于星云中的，而不是后来由彗星或小行星带来的。

　　ALMA是一个由66个天线组成的巨型望远镜阵列，它可以观测毫米和亚毫米波段的电磁辐射，这些辐射可以穿透尘埃和气体，揭示隐藏在其中的物质和结构。ALMA可以观测到原行星盘中不同种类和形态的水分子，包括气态、液态和固态。科学家们特别关注了一种叫做半重水（HDO）的水分子，它由一个氧原子、一个普通氢原子和一个重氢原子（多了一个中子）组成。半重水比普通水（H2O）重5.5%，在自然界中很少见。

　　科学家们发现，在猎户座V883原行星盘中，半重水和普通水之间的比例（D/H值）与地球海洋中的比例非常接近。而且，他们估计这个原行星盘中总共有相当于1200个地球海洋那么多的水分子。这些发现让科学家们惊讶不已，因为他们意味着这些水分子可能并不是由彗星或小行星带来的，而是在恒星形成之初就已经存在于星云中的。

　　那么，为什么今天科学家们仍然会固执地认为这些水分子看起来是如此令人难以置信的古老呢？原因在于猎户座V883恒星本身。这颗恒星最近经历了一次剧烈的爆发，导致它周围的行星盘中温度急剧升高，从而使得原本冻结在尘埃中的水分子蒸发成为气态。这样，科学家们就可以用ALMA更容易地探测到这些水分子了。如果没有这次爆发，这些水分子可能会一直保持在固态，难以被观测到。

　　这次爆发也为科学家们提供了一个重要的线索：这些水分子不可能是由彗星或小行星带来的，因为彗星或小行星的撞击会产生更高的温度，从而使得水分子完全蒸发掉，而不是留在原行星盘中。而且，彗星或小行星的撞击会改变水分子的D/H值，使其与地球海洋中的不一致。因此，科学家们推断，这些水分子可能是在恒星形成之初就已经存在于星云中的，而不是后来由彗星或小行星带来的。

　　如果这个推断是正确的，那么它就给地球上水资源的起源提出了一个全新的解释：地球上的水可能早在太阳和地球诞生之前就已经存在了！这个解释与目前流行的两种说法都不同：一种是认为地球上的水是由彗星带来的，但这种说法已经被科学家们否定了，因为彗星中的水与地球海洋中的水不相符；另一种是认为地球上的水是由地球内部富含水的矿物释放出来的，但这种说法也有很多问题，比如地球内部是否真的有足够多的水矿物等。

　　根据猎户座V883的例子，我们可以想象，在太阳系形成之初，太阳周围也有一个巨大的原行星盘，其中也含有大量的水分子。这些水分子可能是在太阳形成之初就已经存在于星云中的，也可能是由其他恒星系统传播过来的。随着时间的推移，原行星盘中的物质逐渐凝聚成为各种大小和形状的天体，其中一些就是我们现在看到的行星、卫星、小行星和彗星。而地球就是其中之一，它在形成过程中就带有了一定量的水分子。

　　当然，这并不意味着地球上现在看到的海洋就是最初形成时候的样子。在地球演化过程中，海洋也经历了许多变化和调整。比如，在地球表面形成坚硬的岩层后，海洋才能稳定地存在于低洼处；在火山活动和板块运动影响下，海洋中溶解了许多矿物质和气体；在生命出现后，海洋中出现了许多有机物质和生物体；在气候变化和冰河期影响下，海洋中发生了许多温度和盐度的变化等等。所有这些因素都使得海洋呈现出了丰富多彩而又复杂多变的特征。我们知道，地球上的生命起源于海洋，而海洋又是人类赖以生存的家园。因此，海洋的形成和演化对于人类来说至关重要。

（编辑：宁德站长网）

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