研究发现早期地球氢多，水起源新说法来了？

研究人员称，他们有了新发现，早期地球的氢含量或许比之前预想的要多，这一发现让人们对水起源及地球演化的传统观点产生了质疑。

牛津大学的科学家对一种名为顽辉石球粒陨石的罕见陨石展开了分析。依据周三发表在《伊卡洛斯》杂志上的一项研究，这种太空岩石的历史可追溯到大约46亿年前，人们认为它的成分与早期地球相似。

研究人员发现，陨石中大部分氢是原本就存在的，并非因污染而混入，这暗示早期地球或许拥有足够氢元素来形成水分子。

这一发现对普遍观点发起了挑战，传统观点认为氢是通过小行星来到地球的，这些小行星曾撞击原本干燥、无法孕育生命的岩石行星。

“我们此前认为地球如今有水，是因为它幸运地被这些小行星撞击了，”该研究的主要作者、牛津大学地球科学系博士生汤姆·巴雷特周三说道。

“但我们在研究中证明，实际上最初构成地球的物质本身就含有大量氢和氧，”他补充道。“在这颗陨石中发现氢，意味着地球从形成之初可能就处于水合或湿润状态。”

至于为何之前未检测到研究中确定的氢含量，巴雷特解释说，氢这种化学元素很难测量，尤其是在浓度极低的情况下。他表示，只有借助一种名为 X 射线近边缘结构吸收（XANES）光谱的技术，才能进行检测。

“要做到这一点，你得借助粒子加速器，”他说。“这就像一个庞大且造价高昂的设施，我们很幸运能将其用于这项研究。但这可不是你在自家车库里就能完成的实验。”

巴雷特称，这项研究或许会颠覆我们对早期地球的认知，但在陨石中发现氢并不意味着生命一定会更早出现。他说，这是因为行星的宜居性可能更多地取决于它的演化过程，而非其形成时的物质。

早期地球上的氢。此前，法国国家科学研究中心的一个科学家团队曾分析过这颗在南极洲收集的陨石，它被称为LAR 12252。2020年8月的研究发现，太空岩石的球粒（微小的球形物体）以及其中包含的有机物质都含有微量氢。不过，那项研究只解释了陨石中氢的一部分。

这项新研究背后的研究人员认为，陨石内的硫能够吸附更多氢。根据这项研究，该团队意外地在紧邻球粒周围的细小基质中检测到硫化氢，在球形物体中发现的硫化氢平均多了“近10倍”。

“当分析结果显示样品中含有硫化氢时，我们特别兴奋——只是结果没达到我们的预期！”巴雷特在一份声明中说。“由于这种硫化氢源自地球污染的可能性极低，这项研究为地球上的水是原生水（即我们星球自然产生的结果）这一理论提供了重要证据。”

小行星和彗星撞击的作用

接下来，巴雷特计划分析更多陨石，努力确定地球上到底存在多少氢，以及有多少可能是从外部来源输送的。

该研究的合著者、牛津大学地球科学系副教授詹姆斯·布赖森表示，弄清楚地球是如何演变成今天这个样子，是行星科学家面临的一个根本性问题。

他说：“我们现在认为，构成我们星球的物质，我们可以借助这些罕见陨石来研究，氢的含量比我们之前想象的要多得多。

“这一发现支持这样一种观点，即地球上水的形成是一个自然过程，并非水合小行星在地球形成后撞击地球所致。”

未参与这项研究的伦敦帝国理工学院的行星科学家马特·根格表示，虽然这项研究是一个“有趣的结果”，但证据不足以推翻长期以来关于水起源的理论。

他说，这颗有问题的陨石可能在南极洲已经存在了数十万年，很难完全排除氢可能是在那段时间内形成的可能性。

“只是存在这种可能性，就让这个论点没那么有说服力了，”根格说。

布赖森承认，这颗陨石在被收集之前可能确实在地球上存在了很多年，但他坚持认为研究结果是可靠的。

“我们相信在分析过程中，我们已经尽一切努力减轻地球水对我们结果的影响，我们确实认为陨石中氢总量的一部分来自地球的水（可能约为 15%），”布赖森在通过电子邮件回应根格的声明时说。

“我们还认为一些氢仍然来自小行星和彗星，但我们现在认为这只是我们星球上发现的总氢量的一小部分。所以马特对这颗陨石的评估有一定道理，但我们努力将他的担忧降到了最低。”

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