根據一項新的研究，地球的水並不是來自融化的隕石，該研究分析了自太陽系形成45億年以來一直在太空中漂浮的融化的隕石。這些隕石的水含量極低，無論它們來自外太陽系還是內太陽系，都排除了它們作為地球水的主要來源。

附圖中的白色虛線是與外太陽系的邊界，顯示了從外太陽係到內太陽系的物質運輸。資料來源：傑克-庫克的插圖，©伍茲霍爾海洋學研究所

地球上的水是從哪裡來的？根據科學家的說法，至少不是來自於融化的隕石。

伍茲霍爾海洋研究所是一項合作研究的一部分，對我們的湖泊、河流和海洋的外星來源提供了新的見解。水佔了地球表面的71%，但沒有人知道如此大量的水是如何或何時到達地球的。

3月15日發表在《自然》雜誌上的一項新研究使科學家離回答這個問題又近了一步。伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）地質學和地球物理學副科學家Sune Nielsen是這項研究的共同作者，該研究分析了自45億年前太陽系形成以來一直在太空中漂浮的融化的隕石。研究人員發現，這些隕石的含水量極低–事實上，它們是有史以來測量的最乾燥的地外物質之一。這些結果讓研究人員排除了它們作為地球水的主要來源，可能對尋找水和其他星球上的生命產生重要影響。它還有助於研究人員了解使地球成為宜居行星的不可能條件。

這項研究由馬里蘭大學（UMD）地質學助理教授Megan Newcombe領導，另外還有來自卡內基科學研究所的共同作者。

“我們想了解我們的星球是如何設法獲得水的，因為這並不完全明顯，”Newcombe說。”在一個小而相對靠近太陽的星球上獲得水和擁有表面海洋是一個挑戰。”

研究小組分析了七塊融化的achondrite，或稱無球粒隕石的隕石，這些隕石在從至少五顆小行星–碰撞形成我們太陽系中的行星的物體–分裂出來後數十億年後墜入地球。在一個融化過程中，許多這些小行星在太陽系早期的歷史中被放射性元素的衰變所加熱，導致它們分離成具有地殼、地幔和核心的層。

由於這些隕石最近才落到地球上，這個實驗是第一次有人測量它們的水含量。UMD地質學研究生Liam Peterson使用電子微探針測量它們的鎂、鐵、鈣和矽含量，然後與Newcombe一起在卡內基科學研究所的地球和行星實驗室用二次離子質譜儀測量它們的水含量。

卡內基科學研究所的科學家、共同作者Conel Alexander說：”分析極端乾燥材料中的水的挑戰是，樣品表面或測量儀器內部的任何陸地水都很容易被發現，從而污染了結果。”

為了減少污染，研究人員首先在一個低溫真空烤箱中烘烤他們的樣品，以去除任何表面的水。在樣品能夠在二次離子質譜儀中進行分析之前，樣品必須再次被烘乾。

Newcombe說：”我不得不把樣品放在一個渦輪泵下以實現真正的高質量真空長達一個多月的時間，以便把地面的水抽掉，”。

他們的一些隕石樣本來自內太陽系，即地球所在的地方，那裡的條件通常被認為是溫暖和乾燥的。其他更少見的樣本來自我們行星系統中更冷、更冰冷的外圍地區。雖然人們普遍認為水是從外太陽係來到地球的，但是還沒有確定哪些類型的物體可以攜帶水穿越太陽系。

“我們知道大量的外太陽系天體是有區別的，但是人們隱約地認為，由於它們來自外太陽系，所以它們也一定含有大量的水，”WHOI的Nielsen說。”我們的論文顯示這絕對不是事實。隕石一旦融化，基本上就沒有剩餘的水了。”

在分析了achondrite樣本後，研究人員發現，水只佔其質量的不到200萬分之一。作為比較，最潮濕的隕石按重量含有高達約20%的水，或比Newcombe和共同作者研究的隕石樣本多10萬倍。

這意味著，行星的加熱和熔化導致了近乎完全的水流失，無論這些行星在太陽系中起源於何處，以及它們開始時有多少水。Newcombe和合著者發現，與流行的看法相反，並不是所有的外太陽系物體都富含水。這使他們得出結論，水很可能是通過未熔化的，或者說球粒隕石被送到地球的。

Newcombe說，他們的發現具有地質學以外的應用。許多學科的科學家–特別是系外行星的研究人員–對地球水的起源感興趣，因為它與生命有著深刻的聯繫。

“水被認為是生命能夠蓬勃發展的要素，所以當我們向宇宙望去，發現所有這些系外行星時，我們開始研究這些行星系統中哪些可能成為生命的潛在宿主，”Newcombe說。”為了能夠了解這些其他的太陽系，我們希望了解我們自己的太陽系。”