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新研究发现早期地球的水源或来自太阳风

新研究发现早期地球的水源或来自太阳风

新研究发现早期地球的水源或来自太阳风

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:科廷大学的研究人员近日帮助揭开了地球水来源的持久之谜,他们发现太阳是一个令人惊讶的可能来源。由格拉斯哥大学领导的一个国际研究小组--包括科廷大学空间科学与技术中心(SSTC)的研究人员发现,由来自太阳的带电粒子组成的太阳风其在太阳系早期砸向地球的小行星上携带的尘粒表面创造了水。

SSTC主任、约翰-科廷特聘教授Phil Bland表示,跟太阳系中的其他岩质行星相比,地球的水非常丰富,海洋覆盖了地球表面的70%以上,而科学家们长期以来一直对这一切的确切来源感到困惑。

“一个现有的理论是,水在形成的最后阶段被C型小行星带到了地球,然而以前对这些小行星的同位素‘指纹’的测试发现,它们平均来说跟在地球上发现的水不匹配,这意味着至少有一个其他未计算的来源,”Bland教授说道,“我们的研究表明,太阳风在微小的尘埃颗粒表面创造了水,这种同位素较轻的水可能提供了地球上剩余的水。”

据了解,这个新太阳风理论是基于对被称为Itokawa的S型近地小行星的微小碎片的逐个原子分析形成,其样本由日本空间探测器隼鸟号收集并在2010年返回地球。

“我们在科廷大学的世界级原子探针断层成像系统使我们能令人难以置信地详细观察Itokawa尘粒表面的前50纳米左右的内部,我们发现其中含有足够的水,如果按比例增加,每立方米的岩石将达到约20升,”Bland表示。

科廷大学毕业生、现为格拉斯哥大学的Luke Daly博士则表示,这项研究不仅使科学家对地球过去的水源有了非凡了解,而且还可以帮助未来的太空任务。

他指出:“宇航员如何在不携带补给品的情况下获得足够的水,这是未来太空探索的障碍之一。我们的研究表明,在Itokawa上创造水的同样的空间风化过程很可能发生在其他没有空气的行星上,这意味着宇航员可能能够直接从行星表面的灰尘中处理新鲜的水供应,比如月球。”

相关报道:新研究发现地球水源或来自太阳

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科技网:29日发表在《自然·天文学》杂志上的论文,英国格拉斯哥大学领导的国际研究小组发现,地上的水可能来自“天上”——太阳。太阳风由来自太阳的带电粒子(主要是氢离子)组成,在太阳系早期撞击地球的小行星所携带的尘埃颗粒表面产生了水。

澳大利亚科廷大学空间科学技术中心主任菲尔·布兰德表示,与太阳系中的其他岩质行星相比,地球上的水资源非常丰富,海洋覆盖了地球上约70%的表面积。长期以来,科学家一直对水的确切来源感到困惑。

布兰德说:“现有理论认为,水是在C型小行星(含碳的小行星)形成的最后阶段被带到地球上的。然而,之前对这些小行星的同位素‘指纹’测试发现,平均而言,它们与地球上发现的水不匹配,这意味着至少还有另一个未知的来源。”

此次研究表明,太阳风在微小的尘埃颗粒表面产生了水,这种同位素较轻的水很可能为地球提供了水源。

S型小行星是以硅为主要成分的小行星,是继C型小行星之后第二大的星群。通过对S型近地小行星“丝川”的微小碎片进行逐个原子分析,研究人员得出了这一新的“太阳风理论”。碎片样本由日本隼鸟号小行星探测器收集,于2010年带回地球。

位于澳大利亚科廷大学的世界级原子探针断层扫描系统让研究人员能够非常详细地观察“丝川”小行星表面的纳米级尘埃颗粒。他们发现,这些颗粒含有足够的水,如果将其按比例放大,大约等于每立方米岩石含20升水。

格拉斯哥大学卢克·戴利博士表示,这项研究不仅让科学家们对地球水资源的来源有了了解,还有助于未来的太空任务。

“宇航员如何在不携带补给的情况下获得足够的水,是未来太空探索的障碍之一。”戴利说,“研究表明,‘丝川’小行星上产生水的太空风化过程,很可能也发生在其他没有空气的行星上,这意味着宇航员或可直接从行星表面的尘埃中制取新鲜的水源,比如在月球上。”

相关报道:科学家可能已经发现了地球水的意外宇宙起源

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:50亿年前,宇宙是没有地球的。这种状态一直持续到大量的小行星砸在一起并压缩成一个巨大的岩石球体。但这又提出了一个问题:地球的表面有70%是水,那么液体是从哪里来的?

一个长期存在的理论是,一类富含水的小行星--被称为碳质或C型小行星--可能在地球诞生期间砸向地球并带来了水。但有一个警告,C型小行星可能只是故事的一半。

这些小行星的水成分跟我们在地球上发现的H2O略有不同。它有更多的氘,这是一个更重的氢的版本。但如果地球上所有的水都来自这些小行星,它的构成就会相似。一批国际科学家可能已经解决了这个难题。

研究人员认为,如果太阳的太阳风--带电的氢离子和氦离子的周期性抛射--跟小行星甚至小行星尘埃接触,那么风中的氢离子则会跟岩石颗粒中的氧原子发生作用从而产生H2O。

在仔细研究了日本航天局的隼鸟号太空探测器在2010年带回的小行星Itokawa的样本后,研究小组确认太阳可能是地球膨胀性水含量的一个促成因素。他们周一在《Nature Astronomy》上发表了一篇关于他们发现的论文。

论文的主要作者、格拉斯哥大学地理和地球科学学院的Luke Daly在一份声明中说道:“被太阳风冲击并在数十亿年前被卷入形成中的地球的细粒尘埃可能是这个星球缺失的水库的来源。”

地球上的水的编年史可能超出了太空小行星撞向陆地并带来水的范围。这一点可能伴随着一个悬浮在太空中的水厂,因为太阳风轻轻拂过降落在我们星球上的灰尘颗粒。

单纯由小行星引起的氘重水和来自太阳风和尘埃粒子相互作用的氢重水的结合可以更好地说明了在地球上发现的水的化学构成。

“我们计算出,约50:50的富含水的尘埃和小行星的混合体将跟地球水的同位素组成完美匹配,”研究团队在其论文的最新解释中写道。

为了得出这些结论,研究人员使用了一种叫做原子探针层析成像(APT)的方法对近地小行星Itokawa的样本进行了研究。他们想看看这颗小行星是否受到从太阳风中产生水所需的特定类型的空间天气的影响。

作为工程师和物理学家使用的尖端工具,APT帮助科学家了解各种材料的化学成分。通过这种技术,一些东西可以被放在一个房间里并被逐个原子地解构。在物品被完全解构后,计算机以数字方式重新组装该物体的模型。然而这一次,该结构被映射出精确的原子分布。

为了证明太阳风促成了地球上水的产生,研究小组将需要在Itokawa样本上检测到氢氧化物--风-粒子化学反应的副产品--及可能的水。他们发现了这两者。

研究论文共同作者、科廷大学地球和行星科学学院的约翰-科廷杰出教授Phil Bland在一份声明中说道:“原子探针层析成像让我们对Itokawa上尘埃颗粒表面的前50纳米左右的内部进行了难以置信的详细观察,它以18个月的周期围绕太阳运行。它让我们看到,这块空间风化的边缘碎片含有足够的水,如果我们按比例增加,每立方米的岩石将达到约20升。”并且有趣的是,可能受到水输送系统影响的不仅仅是地球。

来自夏威夷大学马诺亚分校的Hope Ishii在一份声明中指出:“我们认为可以合理地假设,在Itokawa上产生水的相同空间风化过程将在某种程度上发生在许多没有空气的世界上,如月球或小行星灶神星。”

另外他还补充称:“这可能意味着太空探险家很可能能直接从行星表面的尘埃中处理新鲜的水供应。由于我们的足迹遍布地球之外,所以当想到形成行星的过程可能有助于支持人类的生活真的是一件令人激动的事情。”

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(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(晋楠):一个国际合作团队解开了地球水起源之谜。他们发现,太阳是一个令人惊讶的潜在来源。相关研究近日发表于《自然-天文学》。

由英国格拉斯哥大学与澳大利亚科廷大学空间科学技术中心的研究人员组成的研究团队发现,太阳风(由来自太阳的带电粒子组成,主要是氢离子)在太阳系早期撞击地球的小行星携带的尘埃颗粒表面产生了水。

科廷大学教授Phil Bland说,与太阳系中其他岩石行星相比,地球的水非常丰富。70%以上的地表覆盖着海洋,科学家长期以来一直对其确切来源感到困惑。

“现有的一种理论是,在C型小行星形成的最后阶段,水被带到地球上。但此前关于这些小行星同位素‘指纹’的测试却发现,它们普遍与地球上的水不匹配,这意味着至少有另一个来历不明的源头。”Bland说,“我们的研究表明,太阳风在微小尘埃颗粒的表面创造了水,这种同位素较轻的水可能提供了地球上剩余的水。”

这种新的太阳风理论是基于对一颗名为“丝川”的S型近地小行星的微小碎片进行的逐个原子分析得出的。日本太空探测器“隼鸟”号收集了这些碎片的样本,并于2010年返回地球。

“科廷大学的世界级原子探针断层扫描系统允许我们极其详细地看到‘丝川’小行星表面50纳米左右的尘埃颗粒。我们发现其中包含丰富的水,如果将这一比例放大,将达到每立方米岩石约20升水。”科廷大学毕业生、现在格拉斯哥大学工作的Luke Daly说,这项研究不仅让科学家对地球上过去的水源有了深刻的了解,而且有助于未来的太空任务。

“宇航员如何在不携带补给的情况下获得足够的水,是未来太空探索的障碍之一。”Daly说,“我们的研究表明,在‘丝川’上产生水的空间风化过程可能也发生在其他没有空气的行星上,这意味着宇航员可以直接从天体(比如月球)表面的灰尘中获得淡水供应。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41550-021-01487-w




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