地球的水比太阳更古老

太阳已有46亿年的历史，早于太阳系中的所有其他天体。但事实证明，地球上我们游泳和饮用的大部分水甚至更古老。地球上多达一半的水是太阳形成时从丰富的星际冰供应中继承而来的。这意味着我们太阳系的湿气并非源于原行星盘中的局部条件，而是行星形成的一个常规特征——这提高了生命可能确实存在于宇宙其他地方的希望。

地球上的水从何而来？

地球水的起源长期以来一直是科学探究和争论的话题。最初，科学家们相信小行星理论。然而，最近的研究表明，地球上的水可能起源于太阳星云。

小行星理论

许多科学家认为，小行星在其矿物质中携带水，并将水带到了地球。这一理论得到了小行星中重水含量与地球当前水含量更接近的观点的支持。

彗星理论

曾几何时，彗星也被认为是地球水的可能来源。这一理论是在欧洲乔托号探测器观测到哈雷彗星及其高重水含量时出现的。然而，进一步的调查显示，大多数彗星中重水含量与地球上的重水含量相比过高，这使得人们对其将水带到地球的作用产生怀疑。

太阳星云理论

天文学家凯伦·米奇和她的同事们专注于研究地球地幔中的水。他们研究了巴芬岛等地点的样本，这些地方可以接触到地球深部地幔。这些研究涉及分析样本中的氘氢比（D/H），以了解地球水的起源。

这些样本显示，重水比普通水少约25%，这表明碳质球粒陨石（一类陨石）可能不是地球水的主要来源。这些发现表明，地球上的水可能起源于太阳星云，即形成太阳和行星的气体和尘埃云。

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水的年龄是多少？

地球上的水的年龄约为45亿年，与太阳系本身一样古老。它最初在太空中形成，凝结在微小的尘埃颗粒上。

当太阳系形成时，这些水经历了从气体到冰的循环，最终成为地球以及小行星和彗星等行星的一部分。我们在地球和这些太空物体中都发现了一种特殊的重水，这一事实告诉我们，我们的大部分水都来自这些早期的太空过程。

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地球上的水比太阳还古老吗？

是的，地球上的水比太阳还古老。2014年，研究人员通过关注水的氢氘比（氘被称为“重氢”，因为它多一个中子）来确定我们太阳系水的年龄。星际冰具有非常高的氘氢比，因为它在极低的温度下形成。科学家们通过观察彗星和小行星的成分已经知道了这一点。

但令人困惑的是，太阳系水中氘的含量自太阳形成以来一直在上升。因此，为了确定仅太阳是否能产生当前水平的同位素，研究人员建立了一个计算机模型，该模型基本上将时间倒回到太阳系形成之初，并假设没有继承的氘。

然而，模型系统无法产生与我们太阳系中发现的氘氢比一样高的比率。因此，研究人员估计，我们太阳系中30%到50%的水已经是产生太阳和行星的古老分子云的一部分。

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为什么水被称为万能溶剂？

水被称为万能溶剂，因为其独特的分子结构使其能够溶解比任何其他液体更多的物质。这对于在各种环境中输送营养物质和化学物质至关重要。

水的极性，带有正电荷的氢侧和负电荷的氧侧，使其能够吸引和分解不同的分子，例如盐中的钠和氯。这种能力使水对地球上的生命至关重要。

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太阳系形成的启示

如果我们的太阳系形成在宇宙学上是典型的，那么这些发现意味着星际冰对所有新兴行星系统来说都供应充足。既然我们所知道的所有生命都依赖于水，那么这一消息提高了其他行星系统具备支持生命的条件的可能性。

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那么，《古水手之歌》有了一个新的转折：“水，水无处不在，每个星球都可以畅饮。”

水的年龄和起源常见问题解答

地球上的水有多古老？

地球上的水大约有45亿年的历史，其中一些比太阳还古老。这些古老的水起源于形成太阳系的分子云。

水是如何来到地球的？

以前归因于小行星和彗星，最近的研究表明地球上的水可能来自太阳星云。这与对地球地幔中氘氢比的研究相符。

地球比太阳还古老吗？

不，地球不比太阳古老。然而，地球上大部分在星际空间形成的水比太阳古老。

水有多古老？

太阳系中的水，包括地球上的水，与太阳系本身一样古老，大约45亿年，其中一些比太阳还古老。

太阳有多古老？

太阳大约有45亿年的历史。它形成于与地球古老水相同的分子云。

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本文最初发布于2014年9月25日，此后由《发现》杂志工作人员更新了新信息。