地球是透過外太陽系低溫下出現的類星體獲得水的。那裡的冰是固態水–這與較早進化的小天體不同，它們離太陽更近，溫度太高，無法獲得固態水。某些類別隕石的年齡數據使我們有可能獲得關於早期太陽系中富含水的小型天體起源的新發現。這些所謂的”planetesimals”不斷為行星提供建築材料，也為地球提供建築材料，而地球的原始材料中幾乎不含水。

這塊名為”弗倫斯堡”的隕石於2019 年9 月12 日墜落到地球表面。它是一塊罕見的碳質隕石，直徑在3.5 公分到3.7 公分之間，重量不到25 克。它只含有在有水的情況下出現的礦物質。這塊隕石的母體是在太陽係出現約270 萬年後形成的，對這塊隕石的分析在解釋這種小天體如何不僅在年輕太陽系的高溫下形成，而且後來在較低溫度下形成，從而使其水分得以保存方面發揮了重要作用。

一項研究表明，在早期太陽系寒冷外圍形成的富含水的類地行星有助於為地球提供水，這對地球的宜居性至關重要。由海德堡大學地球科學家參與的國際研究小組所建立的計算模型根據年齡數據證明了這一點，他們也能從中讀出母體的熱演化過程。

太陽系的行星是與其母星一起形成的，地球也是如此，大約在45 億年前圍繞太陽出現。這發生在宜居帶，這意味著水能夠以液態形式存在於地球表面。地球和其他行星一樣，也是行星碎片生長出來的。當大量塵埃粒子在直徑數千公里的高壓區聚集，並在自身引力的作用下坍塌時，它們就出現了。

海德堡大學地球科學研究所克勞斯-齊拉（Klaus Tschira）宇宙化學實驗室主任馬裡奧-特里洛夫（Mario Trieloff）博士教授解釋說：「這些小天體不僅為行星提供了建築材料。這位科學家補充說，它們也是地球水的來源。

到目前為止，人們還沒有最終弄清楚在早期太陽系中，類地行星究竟是在什麼情況下起源的，以及在相當長的一段時間內是否也有可能這樣做。某些類別的隕石的年齡數據提供了這方面的重要信息，這些隕石在某個階段與小行星分離。

海德堡科學家與柏林、拜羅伊特和蘇黎世（瑞士）的同事合作，從這些數據中得出了母體的熱演化和起源點。他們的研究表明，有些類地行星形成得非常快，即在不到200 萬年的時間內形成。在這種情況下，它們的溫度急劇升高，以至於融化並失去了所有揮發性元素，包括水。

根據目前的研究結果，其他類地行星是後來在外太陽系溫度較低的地方出現的；它們能夠部分地保存結晶體中的水。科學家認為，這些小天體之所以能夠在太陽系後期不斷形成，是由於各種延遲效應抵消了快速起源的機制，例如，塵埃團塊–小行星的建築材料–之間的碰撞阻止了小行星的快速生長。

這項研究的第一作者弗拉基米爾-諾伊曼博士說：”地球在其成長過程中，以小行星或隕石的形式吸積了這種富含水的小行星或其碎片，這是它沒有成為一顆乾枯的行星、不適合生命存在的唯一原因。

由於太陽系外行星系統中行星的起源是基於與太陽系相同的物理定律，科學家推測，在太空的其他區域也可能存在與地球類似的行星。特里洛夫教授說，如果這些行星在演化過程中得到了來自小天體的水，它們就可能滿足生命起源的先決條件。

研究結果發表在《科學報告》期刊。

編譯自/ ScitechDaily

DOI: 10.1038/s41598-024-63768-4