地球上的水是从哪里来的？

月球样本分析的证据表明，虽然地球和月球是由一次巨大的撞击形成的，但它们大多保留了丰富的原始挥发性元素，包括水。 学分：亚当康奈尔/LLNL 照片

地球的水供应对其维持生命的能力非常重要，但这些水是从哪里来的呢？ 它们是在地球形成时就存在的，还是后来由外太空的陨石或彗星送来的？

长期以来，地球水的来源一直是争论的主题，劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的科学家认为他们有答案——他们通过观察月球岩石找到了答案。

由于地球-月球系统很早就在两个大天体的影响下共同形成 太阳系的历史他们的历史密切相关。 由于月球缺乏板块构造和大气条件，这些过程往往会抹去或掩盖地球上的证据，因此月球实际上是寻找地球水历史线索的好地方。

尽管地球表面的近 70% 被水覆盖，但与太阳系中的许多其他天体相比，地球总体上是一个相对干燥的地方。 月亮比较干燥。 传统观点认为，地球——尤其是月球——缺乏挥发性物质（如水）是由于剧烈的影响导致挥发性元素耗尽。

但是通过观察月球岩石的同位素组成，研究小组发现，参与塑造地月系统的撞击的物体在撞击之前（而不是因为撞击）的挥发性元素含量非常低。 具体来说，该团队使用了挥发性和放射性同位素铷 87（⁸⁷Rb)，由其子同位素锶 87 (⁸⁷Sr)，用于确定地月系统形成时的 Rb 预算。 团队发现它是因为 ⁸⁷代表月球波动的长期预算的 Sr 非常低，而且相撞的物体一开始肯定是干的，从那以后就不能再添加太多了。

“地球要么是由我们拥有的水而诞生的，要么是我们被本质上纯 H 的东西所击中₂哦，里面没有多少。 该论文的合著者、宇宙化学家格雷格·布雷尼卡说，这项工作消除了陨石或小行星作为地球上潜在水源的可能性，并强烈指向“天生就有”的选择。

除了显着缩小地球水的潜在来源外，这项工作还揭示了碰撞的大型物体一定来自太阳系内部，而这件事不可能发生在 44.5 亿年前，这大大减少了形成。 月窗。

该研究的主要作者拉斯伯格说：“只有少数几种材料可以结合形成地球和月球，这并不奇怪——很可能两者都只是大致相同的大型物体。一年多后刚刚碰巧撞在一起的区域。在太阳系形成后的一亿年……但我们很幸运，他们做到了这一点。”

参考：Lars E. Burg、Gregory A. Bernica 和 Thomas S. Kroyer 撰写的“地月系统中挥发性元素的起源”，2022 年 2 月 14 日在此处提供。 美国国家科学院院刊.
DOI: 10.1073/pnas.2115726119

搜索出现在 美国国家科学院院刊. LLNL 科学家 Thomas Krueger 也为这项研究做出了贡献。 这项工作由 美国国家航空航天局 以及以实验室为导向的研发计划。