科學家發現了一種新的地球水候選來源：被稱為頑輝球隕石

2020-09-04 I路人甲I


科學家發現了一種新的地球水候選來源：被稱為頑輝球隕石


宇宙中的隕石

主要由頑火輝石(約70%是純的或較純的MgSiO3)及金屬鐵-鎳(約25%)組成的石隕石，化學組成特徵是低Mg/Si和(Ca，Al，Ti)/Si比值。不含橄欖石或含量甚微，FeO的含量很低，FeS的含量比普通球粒隕石高得多，金屬鐵的含量亦較高。鐵主要呈金屬鐵及隕硫鐵的形式產出，這表明頑火輝石球粒隕石是在高度還原的條件下形成的。


地球表面

地球上水的來源根據測算,地球表面的71％的面積是被水覆蓋,水的總量約為13.6億立方公裡,其中97.3％存在於海洋.那麼地球上的水是從哪裡來的呢?

地球和其他行星從太陽星雲中匯聚在一起，該區域被認為離年輕的太陽太近，水無法凝結。取而代之的是，水會凝結在木星附近的年輕太陽系的輻射之外。如果真是這樣，在太陽系的早期，將水輸送到地球需要繞行路線。


太陽系

輸入水的主要候選者是碳質球型顆粒隕石的小行星的巖石殘骸。像流星這樣的小行星形成於木星以外，因此富含碳和水。但是這些小行星中的物質未能通過關鍵的測試。為了查看地球上的水與小行星上的水是否相同，天文學家比較了同位素。例如，氫的每個原子都具有相同數量的電子和質子，但某些中子比其他中子更多。根據氫，氧和其他元素的同位素組成，科學家得出的結論是，小行星的水和巖石物質與陸地物質不匹配。許多水和其他物質必定來自其他來源。

皮亞尼（Piani）的團隊收集並分析了13種稀有的頑輝石隕石樣品，發現了可能積聚到起初，由于于地球在靠近太陽的地方上形成，因此人們認為，建造地球的那些「基石」由於中沒有足夠的水。但是，皮亞尼和同事們的分析表明，這些最早期的巖石中含有足夠多的氫，以至於足以帶給地球相當於當今海洋水量三倍的水。為了有力證明這一點，研究人員準確地測量了13塊頑火輝石球粒隕石中的氫和氦（可視為另一版本的氫）的含量。除了分析氫含量是否足夠以外，他們還發現，這些頑火輝石球粒隕石中的氫和氮的同位素的含量與地幔中的含量相近。

地球上發現的頑輝隕石是我們在太陽附近形成的原始頑火輝石球粒的唯一樣本。皮亞尼說，如果這些物體構成了地球的大部分構成要素，那麼它們很容易提供了大多數陸地水。她的小組提出，頑輝隕石提供了地幔中所有的水，並且提供了海洋中95％的水，其餘的則來自其他小行星。

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