地球水起源的新理論:或許不是彗星,而跟星雲的有機物相關

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 21 日 16:16 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


地球的水究竟來自何處一直都是很大的謎團,過去科學家推測,可能是雪線(snow line)以外的彗星或小行星為地球帶來龐大的水源,但現在科學家有了另一項理論:事情或許跟星雲的有機物有關。

《科學報告》(Scientific Reports)刊登的最新研究,北海道大學團隊透過實驗證實,星雲的有機物高溫加熱後可產生大量水和油,這意味著雪線內也有方式能產生水,不一定要透過雪線外的彗星或隕石帶來。

研究作者、北海道大學行星科學家香內晃(Akira Kouchi)指出,儘管雪線內有許多有機物,但與冰和矽酸鹽相比,截至目前為止對有機物的關注仍然很少。

過去科學家多認為,地球的水是小行星和彗星帶來,這些飛行物穿越雪線與地球相撞,帶來龐大的水源,但這項理論仍有問題:分析一些探測器從彗星收集的樣本後,科學家發現,彗星攜帶的水與地球海洋的水,同位素比例非常不同。

為了探究其他可能性,研究人員參考星雲有機物的分析數據,利用一氧化碳、氨和水冰的混合物,在紫外線照射下製成星雲模擬物,再暴露於各種可能的環境條件下,觀察反應。

運用金剛石加壓,團隊將混合物從 24℃ 逐漸加熱到 400℃,結果顯示,100℃ 以前一切並無變化,但隨著溫度到達 200℃,混合物開始分離為兩相,350℃ 時水滴形成更明顯,同時水滴尺寸也隨著溫度升高逐漸變大,至 400℃ 時除了水,黑色的油也一起產生。

透過化學分析,模擬混合物產出的水主要成分是純水,至於黑色的油,化學性質與地球內部原油相當類似,在團隊對大量模擬物進行的類似實驗,都產生水和油。

香內教授表示,從研究來看,雪線內部的星雲有機物是地球水源的潛在來源,除此之外,觀察到的非生物油來看,古代地球的石油來源比以前想像要廣泛。

「日本探測小行星的隼鳥 2 號將於今年稍晚帶回『龍宮』的樣品,透過有機物分析,應有助我們了解地球水的起源。」

(首圖來源:Flickr/NASA Goddard Space Flight Center CC BY 2.0)

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