喜欢谈论水的人喜欢说,我们饮水杯和马桶里的液体自从恐龙时代就一直存在,并且通过植物、动物(包括我们)和大气不断循环。但实际上,地球上(和地球内部)的一些水在霸王龙恐吓三角龙之前数十亿年就存在了。现在,今天发布的研究表明,近 45 亿年前,地球与月球共享了一些水。
据“巨型撞击”理论称,大约在那时,一个火星大小的物体与地球相撞。撞击物体释放出的碎片被锁定在围绕行星的轨道上,最终聚集在一起形成了我们的月球。
该理论过去还认为,月球最初是干燥的,碰撞过程中存在的任何水都不会在撞击中幸存下来。月球上的水必须来自随后的陨石和小行星撞击。但今天发表在《卡内基科学研究所》(华盛顿特区)、《布朗大学》和《凯斯西储大学》的一项研究提供了相反的证据——月球上发现的任何水都可能并且很可能来自我们星球,并且一直存在于那里。
为了追踪月球上的水(2008 年首次在从美国宇航局阿波罗 15 号和 17 号任务带回的火山玻璃中发现)的来源,研究人员识别了水中氢的独特同位素(或化学)特征。具体来说,他们正在寻找水分子中氘的含量,氘是一种具有额外中子的氢同位素。确定氘的含量有助于他们确定水的起源地在宇宙中的位置。来自太阳系不同部分的水分子含有不同量的氘。结果发现,月球水的化学特征与地球水的化学特征相匹配。

美国宇航局的阿波罗 15 号任务带回了月球上的火山玻璃。这些玻璃中含有的水最近被追溯到地球。
地球上水的独特同位素组成与来自木星附近小行星带的某种类型陨石的同位素组成相匹配。事实上,地球上多达 98% 的水被认为来自与这些所谓的碳质球粒陨石过去的撞击,它们是在太阳系刚刚开始从一团气体和尘埃的云中出现时形成的。
这三者——陨石、地球和月球——之间的同位素联系表明,月球继承了地球上的一些水,并且是由地球碎片形成的,而不是来自另一个撞击源。这也意味着月球从未经历过像先前认为的那么干燥的时期。它的水很可能一直存在。
“新数据提供了迄今为止最好的证据,表明碳质球粒陨石是地球和月球,也许是整个内太阳系水的共同来源,”卡内基地磁系进行研究测量的地球化学家Erik Hauri说。
现在他们需要弄清楚地球上的水是如何在巨型撞击中幸存下来的。“我们的工作表明,即使是高度挥发性的元素,在巨型撞击过程中也可能不会完全丢失,”凯斯西储大学的研究合著者James Van Orman说。“但我们不知道那个过程是什么,”布朗大学的研究合著者Alberto Saal补充道。
他们的研究发表在《Science Express》上。














