地球內部的水可能來自於繞太陽旋轉的塵埃雲


由美國亞利桑那州分子科學學院和地球與太空探測學院(Molecular Sciences and School of Earth and Space Exploration at Arizona State University)助理教授吳軍 (Jun Wu) 硏究團隊一項新的研究顯示,地球最初的水有一部分來自於圍繞太陽旋轉的氣體和塵埃雲。

水是由兩個氫原子和一個氧原子組成的,而岩石小行星很可能在幾十億年前將其中的大部分氫帶到了地球上。然而,新的研究發現,年輕的地球也可以從太陽星雲中獲得氫,在地球上每一百個水分子中就有一個來自太陽星雲。

在太陽系初期,太陽形成後的剩餘物質,星雲中含有大量的氫。但在這項研究之前,研究人員還沒有研究過星雲是否提供了地球上的大部分氫。為了找出地球的水來自哪裡,科學家研究具有相同質子數,但中子數目卻不同的氫同位素的比例。

正常的氫和氘(一種較重的氫同位素),在海水中的比例與來自小行星的水的比率相符合,顯示地球的水具有小行星的起源。然而,從地球內部的氫(在地函與地核交界區),卻講述了一個不同的故事。根據這項研究,這些樣品與海水相比,氘比氫少,這結果指向小行星以外的來源。

地球在數十億年前形成,由當時較小的小行星碰撞並熔合成一個更大的物體。新模型認為,隨著新生、仍在熔融形成行星的階段時,地球從太陽星雲中吸走了塵埃和氣體。星雲的氫沉入新生地球的熔融岩漿中,並被地磁核心吸引過去。研究人員指出,來自小行星的氫,最終在地幔(mantle)內聚集。

此外, 據科學家報告, 大量的水隱藏在行星內,地幔中大約有兩個海洋,地核中大約有四個到五個海洋,其中大部分可能來自太陽星雲,類似的過程可能會影響系外行星上水的形成。

【圖:互聯網;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】研究全文刊登在已經出版的《地球物理研究》期刊

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