尽管外观干燥多岩石，小行星的内部曾经却富含水分。早期太阳系中的古老小行星甚至完成了历史上最重要的运输任务：将水带到我们的星球。
发表在《Nature》杂志上的一项新研究表明，负责塑造早期地球水系统的行星，实际上比科学家们曾经认为的更湿润。证据直接来自小行星龙宫的碎片，这些碎片表明，在龙宫母小行星形成一个多亿年后，其内部仍有水在流动。这一发现表明，水在古老的小行星上存在了很长时间，这可能重塑了我们对地球宜居性的认知。
龙宫的水源历史
龙宫是一颗碳质（或富含碳）小行星，与其他同类小行星一样，它很可能形成于木星之外。由于龙宫绕太阳的轨道与地球轨道相交，科学家们于是决定与其接触。在2018年抵达该小行星后，由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）领导的隼鸟2号（Hayabusa2）探测器收集了样本，并于2020年将其带回地球。
五年的研究已经带来了关于龙宫起源地和成分的几项新见解。现在，得益于该小行星的样本，研究人员对过去碳质小行星中可能储存水的时间有了更深入的了解。
“我们发现龙宫保存了原始的水活动记录，这表明流体在其岩石中的活动时间比我们预期的晚得多，”东京大学地球行星科学系教授、该研究的作者Tsuyoshi Iizuka在一份声明中表示。“这改变了我们对小行星上水长期归宿的看法。这些水存在了很长时间，并没有像人们认为的那样迅速耗尽。”
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利用同位素追溯时光
为了追溯龙宫过去水活动的证据，研究人员必须测量小行星碎片中的镏（Lu）和铪（Hf）同位素。这些元素的放射性衰变充当了年代测定工具，帮助确定数十亿年前小行星上发生的が地质过程。
在对小于一粒米的样本进行实验后，研究人员注意到176Hf同位素与176Lu同位素的比例远高于预期，这表明流体很可能将镏从其所在的岩石中冲刷了出来。
研究人员认为，龙宫的母小行星可能经历了一次碰撞，导致埋藏的冰融化成液态水，并开始在小行星内部流动。
地球水的起源
研究人员表示，龙宫的母小行星在其内部储存了超过十亿年的冰，这意味着在地球形成早期撞击地球的类似小行星可能携带的水量比先前的模型估计的要多两到三倍。
“龙宫类天体能如此长时间地保持冰，这一想法非常了不起，”Iizuka说。“这表明地球的构成物质比我们想象的要湿润得多。这迫使我们重新思考我们星球水系统的初始条件。虽然现在断言还为时过早，但我的团队和其他人可能会在此基础上进一步研究，以澄清包括地球是如何以及何时变得宜居的。”
即使有了这些新知识，研究人员仍然没有掌握全部情况。他们计划检查龙宫样本中的磷酸盐脉，以确认更准确的流体活动年龄。他们还将把龙宫的研究结果与另一颗近地小行星 Bennu 的样本进行比较，以查看在水活动方面是否存在相似之处。他们希望，这些进一步的研究将阐明水是如何首次来到地球并使其宜居的。
文章来源
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- 马克斯·普朗克研究所：小行星龙宫的新诞生地
- Nature：镏-铪同位素揭示了原始小行星中的晚期流体活动
