作者:Lydia J. Hallis 来源:《科学》 发布时间:2015/12/2 10:18:24
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火山岩暗示地球水起源

 

来自地幔的火山岩浆为科学家提供了关于地球水起源的线索。图片来源:Arctic-Images

地球上水的起源令科学家困惑了几十年。撞入地球的带冰彗星看上去像天然的捐赠者,但很多彗星拥有不同于地球海洋的水化学。含有水的岩质小行星可能将年轻的地球浸透,但对陨石——小行星在地球上的残留物——进行的分析表明,今天的地球正在失去那些撞击事件本应留下来的物质。

一项日前发表于《科学》杂志的研究,为一种不同的理论提供了证据:自地球形成时水便存在,只是被困在累积形成一颗行星的尘埃微粒中。对火山岩的测定显示,至少地球上的一些水拥有这种原始起源。

美国科罗拉多大学博尔德分校地质学家Steve Mojzsis介绍说,地球就像一个鳄梨。鳄梨的皮和核相当于地球的地壳和地核,中间则是果实——对于地球来说,就是地幔。

在地球历史的演变过程中,构造力将地壳和地幔上部“搅拌”在一起,并在地球和太阳系的其他岩质“居住者”发生碰撞时,为产生的混合物添加了新的物质。不过,地幔最深部分相对而言未被触及,而来自这部分区域的物质穿过火山烟流到达地表,从而提供了关于地球早期形成的线索。

为寻找早期水的化学特征,夏威夷大学行星科学家Lydia Hallis和同事研究了这种火山岩。收集自冰岛和加拿大巴芬岛的样品包含了从地幔最深处喷涌而出的物质。

当此类物质升至地球表面并以火山岩浆的形式溢出时,它能迅速变硬,并将水和来自地幔深处的其他化合物困在被称为熔体包裹体的结晶气泡中。在用显微镜确定了这些区域的位置后,研究人员将其汽化,并利用质谱仪分析了它们的成分。

该团队研究了氢的两种同位素比值——普通氢和较重的重氢。两者均能使氢气和氧气配对形成水。两种同位素的比值能作为水起源的一种信号。

相较于地球海洋,包裹体中的重氢含量相对较低,但和在一些陨石家族中发现的重氢相似。这表明,地球和陨石的母体小行星可能以类似的方式形成。研究人员还推断,他们的样品中约有20%的水可能在地球形成时便已存在(来源:中国科学报 宗华)

 
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2016/3/18 14:39:26 zhongxirui
小行星撞击形成水。
 
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