科学家发现证据推翻地球水的起源理论

牛津大学的一个研究团队揭示了地球水起源的关键证据。他们使用了一种罕见的陨石——顽火辉石球粒陨石（其成分与45.5亿年前的早期地球相似），在其中发现了氢的来源，而氢是水分子形成的关键元素。

至关重要的是，他们证明了该材料中的氢是固有的，并非来自污染。这表明构成我们行星的物质所含的氢远比之前认为的丰富。

如果没有氢——水的基本元素构成单元——我们的行星就不可能发展出维持生命的条件。地球上氢（进而水）的起源一直备受争议，许多人认为必需的氢是在地球形成后约1亿年间由外太空小行星带来的。但这些新发现与此相矛盾，反而表明地球在最初形成时就拥有生成水所需的氢。

研究团队分析了名为LAR 12252的陨石的元素组成，该陨石最初采集自南极洲。他们在牛津郡哈维尔的金刚石光源同步辐射加速器上使用了一种称为X射线吸收近边结构（XANES）光谱学的元素分析技术*。

此前由法国团队领导的一项研究最初在陨石内的有机物质和球粒（陨石内毫米级球状物体）的非晶质部分中识别出氢的痕迹。然而，其余部分未能解释——这意味着无法确定这些氢是固有的还是源于地球污染。

牛津团队推测大量氢可能附着在陨石中丰富的硫上。利用同步辐射加速器，他们将强X射线束照射到陨石结构上以寻找含硫化合物。

初始扫描样本时，团队将精力集中在球粒的非晶质部分（此前在此发现过氢）。但在偶然分析其中一个球粒外部的物质（由极其细小（亚微米级）的基质组成）时，团队发现该基质本身富含硫化氢。实际上，他们的分析发现基质中的氢含量是非晶质区域的五倍。

相比之下，在陨石其他存在裂隙和明显地球污染迹象（如锈蚀）的部分，几乎没有或完全没有氢。这使得团队检测到的硫化氢化合物源自地球的可能性极低。

由于原始地球由类似于顽火辉石球粒陨石的物质构成，这表明当正在形成的行星成长到足够大而遭受小行星撞击时，它已经积累了足够的氢储备，足以解释地球现今的水资源丰度。

领导这项研究的牛津大学地球科学系博士研究生汤姆·巴雷特表示：「当分析结果显示样本含有硫化氢时，我们无比兴奋——只是它出现在我们意料之外的地方！由于该硫化氢源自地球污染的可能性极低，这项研究为支持'地球上的水是原生水——它是构成我们行星物质的自然产物'这一理论提供了关键证据。」

合著者詹姆斯·布赖森副教授（牛津大学地球科学系）补充道：「行星科学家的一个基本问题是地球如何演变成今日的模样。我们现在认为，构成我们行星的物质（可通过这些稀有陨石进行研究）的含氢量远超我们之前的认知。这一发现支持了地球水的形成是一个自然过程，而非行星形成后遭受含水小行星轰击的偶然事件。」

* X射线吸收近边结构（XANES）光谱学是一种用于识别材料中元素及其化学状态的技术。其工作原理是将X射线照射到样品上，使原子以特定方式吸收能量，该方式取决于元素的种类、其化学形态（例如氧化物、硫化物等）以及原子间的键合方式。