地球的水究竟来自何处一直都是很大的谜团,过去科学家推测,可能是雪线(snow line)以外的彗星或小行星为地球带来庞大的水源,但现在科学家有了另一项理论:事情或许跟星云的有机物有关。
《科学报告》(Scientific Reports)刊登的最新研究,北海道大学团队通过实验证实,星云的有机物高温加热后可产生大量水和油,这意味着雪线内也有方式能产生水,不一定要通过雪线外的彗星或陨石带来。
研究作者、北海道大学行星科学家香内晃(Akira Kouchi)指出,尽管雪线内有许多有机物,但与冰和硅酸盐相比,截至目前为止对有机物的关注仍然很少。
过去科学家多认为,地球的水是小行星和彗星带来,这些飞行物穿越雪线与地球相撞,带来庞大的水源,但这项理论仍有问题:分析一些探测器从彗星收集的样本后,科学家发现,彗星携带的水与地球海洋的水,同位素比例非常不同。
为了探究其他可能性,研究人员参考星云有机物的分析数据,利用一氧化碳、氨和水冰的混合物,在紫外线照射下制成星云模拟物,再暴露于各种可能的环境条件下,观察反应。
运用金刚石加压,团队将混合物从24℃逐渐加热到400℃,结果显示,100℃以前一切并无变化,但随着温度到达200℃,混合物开始分离为两相,350℃时水滴形成更明显,同时水滴尺寸也随着温度升高逐渐变大,至400℃时除了水,黑色的油也一起产生。
通过化学分析,模拟混合物产出的水主要成分是纯水,至于黑色的油,化学性质与地球内部原油相当类似,在团队对大量模拟物进行的类似实验,都产生水和油。
香内教授表示,从研究来看,雪线内部的星云有机物是地球水源的潜在来源,除此之外,观察到的非生物油来看,古代地球的石油来源比以前想象要广泛。
“日本探测小行星的隼鸟2号将于今年稍晚带回“龙宫”的样品,通过有机物分析,应有助我们了解地球水的起源。”
(首图来源:Flickr/NASA Goddard Space Flight CenterCC BY 2.0)