罗塞塔号为了解地球上的水源提供了新见解

罗塞塔号为了解地球上的水源提供了新见解

四十五亿年前,太阳和地球刚刚在一次巨大爆炸中诞生,太阳系非常炎热。所有这些热量很可能将地球表面的水蒸发殆尽。那么我们这颗干旱的星球是如何被水覆盖的呢?最主要的解释是,水被彗星和/或小行星带到了这里。它们现在可能看起来干燥多石,但彗星和小行星在年轻时会携带大量水。

为了弄清我们的水从何而来,科学家们研究了它的分子组成。水可以由普通的氢原子组成,这些氢原子只有一个电子和一个质子。但有时氢原子会多一个中子,然后它就被称为氘。氘的行为与氢相同,只是“更重”。它在地球上也极为罕见。

现在,在 3.25 亿英里之外,罗塞塔号任务已经测量了 67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星上的氘与氢的比例——结果表明,彗星的水成分与地球的非常不同。

迄今为止,地球水源的三大候选者是:a)环绕太阳系的奥尔特云的彗星;b)柯伊伯带的彗星,柯伊伯带位于海王星和冥王星之间绕太阳运行;c)火星和木星之间柯伊伯带的小行星。

三十年前,科学家发现哈雷彗星(源自奥尔特云)的氘含量是地球水的两倍。“这非常令人惊讶,排除了奥尔特云彗星可能是我们地球水的来源,”罗塞塔号科学家凯瑟琳·阿尔特韦格在新闻发布会上说。

几年前,哈特利 2 号彗星在柯伊伯带的测量结果与地球的氢氘比完全吻合。因此,科学家有证据表明,陆地水可能来自柯伊伯带。

但现在罗塞塔号任务已经传回了柯伊伯带彗星的第二次测量结果,并得出了完全相反的结论。轨道器用质谱仪测量了氘的含量,有效地称量了分子的重量,以查看它们是否含有“重”或“轻”的氢。它发现 67P 彗星的重水含量几乎是地球上的三倍——高于迄今为止测量的任何其他天体。

阿尔特韦格表示,研究结果可能排除了柯伊伯带彗星是地球水源的可能性。这是因为,即使很多柯伊伯带彗星都像哈特利 2 号,67P 的氘含量也非常高,只需几颗这样的彗星就能改变这一比例。

阿尔特韦格的团队通过排除法得出结论,目前最有可能的是小行星是地球水的来源,阿尔特韦格也承认 67P 彗星可能是柯伊伯带中独一无二的彗星。“我们需要对柯伊伯带彗星进行更多探测,这将是极好的,”她说。

研究结果今日发表在《科学》杂志上。

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