水可能是形成岩石行星的过程的必然结果

科学家对地球首次获得水的方式感到困惑。一些理论化了它到达彗星冰,或者可能撞到地球表面上的小行星上。“但是

科学家对地球首次获得水的方式感到困惑。一些理论化了它到达彗星冰,或者可能撞到地球表面上的小行星上。

“但是,还有另一种思考太阳系成长日子的水源的方法,”亚利桑那州立大学的史蒂文·德什(Steven Desch)说。 “由于水是氢加氧,而且氧气丰富,因此任何氢的来源都可以用作地球水的起源。”

在《地球物理研究杂志》上发表的一篇论文中,研究人员认为,我们的H20早期的H可能来自地球本身的岩石中心,在其形成过程中留在那里。如果是这样,它可能表明我们太阳系中其他岩石行星上发生了什么。

图像来源:Gritsalak Karalak/ Shutterstock

重氢

该论文的主要作者Jun Wu告诉ASU:“太阳星云在现有理论中受到了最少的关注,尽管这是我们早期的太阳系中的主要氢储层。”

地球有三个主要的水区域,其中最可见的是海洋。但是,在地面上溶解的地面下还有两个“海洋”。虽然两者都持有液体,但地面上方和下方的水并不完全相同。这与重氢的存在有关。

虽然大多数氢原子都有一个含有单个质子的核,但大约有7,000个氢原子的核也有一个中子。这些同位素(单蛋白规范的例外)被认为是“重”氢原子或氘,缩写为“ D”。

科学家可以通过确定氢与原子的比率或其d/h比来确定氢的来源。彗星中水中的氢的D/h比率从150 ppm(百万)到300 ppm不等。小行星的水以约140 ppm的速度出现。来自太阳星云的地球深处的D/H比是21 pp.的大多数海水约为150 ppm,这表明其中许多是小行星的起源,实际上是这是一个假设。但是吴认为,自从第一次到达这里以来,地球的氢已经发生了变化,“这意味着我们不应该忽略溶解的太阳星云气体。”

图像来源:Wu等人

氢向核心,氘到地幔

吴所指的变化是地球最早的氢发生的事情。他的团队研究了地球可能与宇宙材料相撞并收集宇宙材料的历史,以扩展从月球大小的“行星胚胎”扩展到我们发现的形式。

吴的团队断言,我们行星胚胎中的铁变得融化并沉没成为地球的核心。与此一样,它将小行星氢用它拉下来。后来的宇宙碰撞产生的能量在地面产生了岩浆海洋,那里的铁也从太阳星云中拉出了氢,从原始的气氛中脱颖而出,沉没了。最终,地球与其他行星胚胎碰撞,每次重复一个类似的过程。所有这些氢都进入了地球的核心。

同时,在岩浆,地幔和气氛中被遗忘了,并没有被强烈吸引到铁中。最终结果是,核心比其他地方的D/H比较低,这就是宇宙星云的氢。当它到达这里时,它的比例可能更高。“这样的过程不仅从地幔到核心传递了无数的氢原子,”研究说:“而且在同位素同位素组成方面也产生了明显的差异。 。 。在地幔和核心之间。”正是这种不和谐的D/H比率使当前对小行星氢作为我们水的来源的信念也许是简单的解释。

Jurik Peter/shutterstock

水,水,到处

Desch说:“我们计算了在这些尸体中溶解多少氢可能最终在其核心中。然后,我们将其与地球深地幔样品中D/H比的最新测量进行了比较。”他们的计算表明,吴解释说:“我们的星球将大部分氢隐藏在内部的大部分,大约有两个全球海洋的披风价值,核心中有四到五个,当然还有一个全球海洋。”

Desch总结说:“最终结果是地球可能是由七个或八个全球海洋价值的氢形成的。” “这确实来自小行星来源。但是,太阳星云气体的十分之一是海洋价值的十分之一。”显然,我们今天在地球上拥有的100个水分子中有1个来自太阳星云氢。

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