地球的水从何而来?硫元素可能是关键

百科   2024-11-09 21:33   北京  

最新研究发现,硫这一化学元素可能是地球最早获取水的关键,而这一发现进一步支持了去年类似的研究结论。研究表明,地球在形成之初就具备了自我生成水的必要元素,无需依赖外界来源提供。

水对地球生命至关重要,但地球形成于太阳系内的炽热区域,按理说它应该是干燥的。然而,最新的两项独立研究发现,大量氢并非以水(H₂O)形式存在,而是与硫结合形成的化合物,保护了氢在高温环境中不被破坏。这些氢随后与地壳中丰富的氧元素结合,生成了水。

法国蔚蓝海岸天文台的行星科学家亚历山德罗·莫比德利(Alessandro Morbidelli)称,这些研究相互支持,逐步完善了地球水源的故事。他表示,这一发现极具说服力。

炽热的地球如何保留氢元素?

在太阳系内区,水难以保存,科学家曾推测地球的水来自冰质小行星和彗星撞击。然而,2020年,科学家在一种稀有陨石——硅酸镁质球粒陨石(enstatite chondrites)中发现了氢,表明地球的原始构成中就有足量氢。

尽管一部分科学家最初怀疑这可能是地球水的污染,但法国研究人员发现这些氢与硫结合在一起。今年,另一支研究团队也发现了类似现象,氢主要被锁在黄铁矿(pyrrhotite)中,一种青铜色的硫化铁矿物。这进一步证实了氢是陨石原生的,非地球污染物。

水的生成与生命起源的联系

莫比德利认为,这项研究从根本上改变了我们对地球水起源的认知:地球并非直接吸收水,而是分别吸收氢和氧,然后二者在高温环境下结合生成水。研究指出,早期地球是炽热的岩浆海洋,相当于一个“巨大的氧气球”,只需加入氢元素,便可生成水。

尽管如此,一些科学家认为,地球的氢元素不仅来自其构成物质,也直接来自早期太阳系的星云气体,或是在后期冰质小天体的撞击中补充的。

行星科学家指出,这一研究不仅有助于理解地球水的起源,还为探索太阳系外行星生命起源提供了思路。因为硫在宇宙中非常常见,即使没有冰质小天体,硫和氢的结合也可能在其他行星上生成水,从而为生命的可能性提供基础。


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