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彗星67P与地球上的水结构不同 地球海洋起源再现争议
时间:2014-12-18 10:50 作者:shenkong 浏览读取中…
关于我们地球上海洋的起源一直争议不断,主要由于这牵涉到了地球形成过程和生命起源。现行最热门的理论认为地球海洋是大量彗星和小行星等太阳系小天体撞击地球后留下的。而瑞士伯恩大学的Kathrin Altwegg等人根据欧洲罗塞塔号探测器上的离子与中性气体分析光谱仪(ROSINA)光谱仪探测结果显示:地球上的水不是来自类似67P这样的彗星。Kathrin Altwegg是ROSINA仪器的首席研究员。

虽然科学家们基本上都同意地球上的水是在地球演化到稍晚时期时,小天体带到地球上来的;然而却不清楚是那个小天体家族造成的。科学家们猜测可能有三种可能:第一种是来自木星附近、类似小行星的天体;第二种是在海王星轨道以内形成,而后被弹到欧特云区(Oort Cloud)的彗星;第三种是在海王星轨道以外形成的古柏带(Kuiper Belt)彗星。

地球水起源的确认关键就是水分子中的氢同位素比例。根据测量不同天体之氘(D,原子核内比氢多一个中子)相对于氢(H)的比例,再将地球水的氘氢比(D/H值)与天体比较,科学家便可确认地球水源自哪一种太阳系天体。从ROSINA侦测资料,这些科学家发现67P上的水蒸汽,其氘氢比不仅是地球水的3倍多,而且也是迄今测量过的太阳系天体中最高的,所以很明显的不是同一个来源。

1986年欧洲的乔托号(Giotto)太空任务飞掠哈雷彗星时,飞船上的质谱仪首度测量到彗星的氘氢比,结果得出其D/H数值为地球的2倍,也因此当初的科学家们得出结论,认为像哈雷彗星这样来自欧特云的彗星应该不是地球水的来源。之后的20年,天文学家又数度测量欧特云彗星的氘氢比,所得结果都与哈雷彗星类似。如此一来,以彗星为地球水来源的理论模型就失宠了。

2011年,欧空局的赫歇尔太空望远镜测量哈德利2号彗星(103P/Hartley 2)的氘氢比,结果发现与地球水的比值非常接近,而哈德利2号彗星应该是所谓的古柏带彗星。虽然结果在意料之外,但这让天文学家们看到一线希望。随后的各式有关太阳系早期状态的理论模型中,绝大部分都宣称古柏带彗星的氘氢比应该比欧特云彗星还高一些,因为古柏带天体是在比较冷的区域形成,不像欧特云彗星是在比较温暖的地方形成之后,才被弹到太阳系外围去。

而罗塞塔号的最新发现,只有木族彗星(Jupiter family comets)拥有与地球海洋类似的水的这个概念并不正确,地球水也可能来自靠近地球轨道附近、类似小行星的天体,而且或许地球上某处的矿脉或在极区一带仍保存著一部份最原始的水呢。
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