地球水来源理论面临新质疑

陨石样品LAR 12252的实验室照片。来源：美国国家航空航天局

（化石网cnfossil.com）据参考消息网（编译/裘芳）：美国有线电视新闻网网站4月17日报道，研究人员说，他们发现的证据表明，早期地球上的氢比之前认为的要多，从而对关于水的来源和我们这颗行星的演化的普遍观点提出了疑问。

牛津大学科学家分析了一块罕见类型的陨石，即顽火辉石球粒陨石。发表在美国《伊卡洛斯》杂志上的研究论文称，这块太空岩石的年代可追溯到大约46亿年前，据信其成分与早期地球相似。

研究人员发现，这块陨石中含有的氢大部分是固有的，而不是因为污染而存在，从而表明早期地球上存在的氢足以形成水分子。

这一研究成果让以下这一普遍观点受到质疑：氢通过撞击地球的小行星抵达地球，而地球此前是一颗干燥、无法支持生命存在的岩石行星。

研究论文第一作者、牛津大学地球科学系博士生汤姆·巴雷特对记者说：“我们原本假设，地球如今之所以有水，是因为如下这种很幸运的情况：它曾被这些小行星撞击。”

他还说：“但我们在这项研究中所证明的是，最初形成地球的物质实际上含有大量氢和氧。在这块陨石中发现氢意味着，地球可能在形成之初就是含水的，或者说是湿润的。”

至于此前为何未能发现这项研究所确定的氢含量，巴雷特解释说，化学元素很难测量，尤其是在如此低浓度的情况下。他说，归功于X射线吸收近边结构这项技术，这一发现才有了可能。

他说：“要做到这一点，你需要一台粒子加速器。这是一台巨大的、非常昂贵的设备，我们非常幸运，用这台设备进行了这项研究。但这完全不是你在车库里就能做的那种实验。”

巴雷特说，这项研究有可能颠覆我们对早期地球的认识，但陨石中发现氢并不意味着必然会更快地进化出生命。他说，这是因为一颗行星的宜居性也许在更大程度上取决于其演化方式，而不是形成它的物质。

法国国家科学研究中心的一个科学家团队此前曾对在南极洲收集到的这颗陨石LAR 12252进行分析。2020年8月的研究发现，这块太空岩石的陨石球粒——即微小的球形物体——以及其内部所含的有机物质中有氢的痕迹。然而，这项研究只解释了这块陨石内部的一部分氢。

参与新研究的研究人员认为，可能有更多氢附着在这块陨石内的硫上。该团队出人意料地在陨石球粒周围的幼细基质中发现了硫化氢——研究报告称，比在球粒中发现的硫化氢“平均而言多将近10倍”。

巴雷特发布声明说：“当分析告诉我们样本中含有硫化氢时，我们感到非常兴奋——我们根本没有料到！由于这些硫化氢源自地球污染的可能性非常低，这项研究提供了至关重要的证据来支持如下理论：地球上的水是原生的——是构成我们这颗行星的物质的自然产物。”

接下来，巴雷特计划分析更多陨石，以弄清地球上原本到底存在多少氢，以及有多少氢也许是来自外部来源的。

研究报告合著者、牛津大学地球科学系副教授詹姆斯·布赖森说，弄清楚地球是如何变成现在这样的，是行星科学家面临的一个根本问题。

他说：“我们现在认为，构成我们这颗行星的物质——我们可以利用这些罕见陨石研究这些物质——从前所含有的氢比我们以前认为的要多得多。”

他说：“这些研究成果支持了如下观点：地球上的水的形成是一个自然过程，而不是地球形成后含水小行星撞击我们这颗行星这一侥幸事件所致。”

未参与上述研究的帝国理工学院行星科学家马特·金奇对记者说，虽然这项研究有一个“令人感兴趣的结果”，但证据尚不足以推翻长期以来关于水的来源的理论。

他说，上述这颗陨石可能已在南极洲存在了数十万年时间，氢可能是在这段时间内形成的这一可能性不能完全被排除。

金奇说：“仅仅是存在这一可能性这一事实就使论据变得不那么有力了。”

布赖森承认，这颗陨石确实有可能在被收集前已在地球上存在了很多年，但他坚持其研究结果。

布赖森通过电子邮件回应了金奇的说法。他说：“我们认为，在我们的分析工作流程中，我们已尽一切努力来减轻地球上的水对我们研究结果的影响。我们确实认为，这块陨石中氢总量的一部分要归因于地球上的水(也许约15%)。”

他说：“我们还认为，一些氢仍然来自小行星和彗星，不过，我们现在认为，这些氢只占整个地球上发现的所有氢的一小部分。所以，金奇对这块陨石的评估是有道理的，但我们已努力尽可能减轻他的担忧。”

（化石网cnfossil.com）据科技日报北京4月22日电（记者 张梦然）：一组包括英国牛津大学在内的国际团队在探索地球水起源方面取得了重要突破：他们通过研究一种稀有陨石——顽辉石球粒陨石，发现了氢元素的一种来源。这一发现对理解水分子的形成至关重要，进而成为推翻地球水起源理论的新证据，也为了解生命如何在这颗蓝色星球上诞生和发展提供了全新视角。相关研究成果发表在最新一期国际天文学期刊《伊卡洛斯》上。

研究中使用的陨石LAR 12252最初是从南极洲收集而来，其成分与45.5亿年前的早期地球相似。团队利用X射线吸收近边缘结构光谱技术，在金刚石光源同步加速器上进行分析。他们主要关注了陨石内部非结晶部分的含硫化合物，因为之前的研究提示这里可能含有氢的痕迹。

关键的是，团队证实了这种材料中的氢是其固有的组成部分，并非来源于污染。这表明构成地球原始物质中所含的氢量远超之前的预期。如果没有足够的氢，地球上支持生命的条件将无法形成。

长期以来，关于地球上的氢和水的来源一直存在争议，很多人认为这些元素是在地球形成的最初一亿年间由小行星带来的。然而，这项新研究提出了不同的观点：地球在其形成初期就拥有制造水所需的氢。

团队在分析陨石基质中一个亚微米级别的区域时，惊讶地发现了极其丰富的硫化氢。事实上，这里的氢含量是非结晶部分的五倍之多。而在那些显示出陆地污染迹象（如铁锈）的裂缝和其他区域，氢的存在则非常少或完全不存在。因此，团队判断检测到的硫化氢极不可能来自地球本身的污染。

鉴于早期地球正是由类似顽辉石球粒陨石的材料构成的，这意味着当地球成长为可被小行星击中的大小时，它已经积累了足够的氢，其体量足以解释现今地球水资源的丰富程度。这项研究同时表明，地球上的水可能是自然生成的结果——是我们星球自身发展的产物。