构成地球水的化学成分是来自太空还是早已存在于地球上？一种普遍的观点认为，含有水或其构成要素的陨石轰击了地球。但现在，根据发表在《Icarus》杂志上的一项研究，一个研究团队已经发现了证据，表明这些构成要素自地球早期历史以来就已存在于地球上。
确定地球上氢元素的来源和时间，是理解生命如何在这颗行星上起源的关键。没有氢，就没有水，而没有水，生命就无法存在。
地球水的起源
讽刺的是，研究人员转向了一块含有氢的陨石，以证明这类天体并未提供水分子（H₂O）中的氢（H₂）成分。他们检查了一种稀有的陨石——顽火辉石球粒陨石，这种陨石的构成与 45 亿年前的早期地球非常相似，并且研究团队在该陨石的化学成分中发现了氢。其逻辑是，如果这种类似于早期地球成分的物质可以含有氢，那么年轻的地球也同样可以。
牛津大学团队调查中最重要的方面或许是确定陨石中存在的氢是“原生的”，而非来自污染。这表明构成我们行星的物质比之前想象的要富含氢。
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陨石上的氢
此前一项由法国团队领导的研究曾在一块不同陨石的有机和无机成分中发现了氢的痕迹。然而，其余部分无法解释——这意味着尚不清楚这些氢是原始的还是由于地球的污染。
为了确定这块陨石（名为 LAR 12252，最初从南极洲收集）上的氢，他们使用一台名为同步加速器的巨大机器发出的强大 X 射线对其进行照射。这项技术常用于探测生物和非生物样本的化学结构。
最初，研究团队认为陨石中的任何氢都可能与硫分子有关，并以此为目标进行照射。令他们惊讶的是，他们在预计会含有最多氢的区域的外部发现了富含硫化氢的区域，而氢浓度最高的部分则“锁定”在晶体结构中。
相比之下，陨石中存在裂缝或锈迹（地球污染的迹象）的区域几乎没有氢。这两个发现共同为氢是该物质本身就存在的“原生”氢，而非近期污染的证据提供了有力的支持。
“当分析结果告诉我们样本含有硫化氢时，我们非常兴奋——只是不在我们预料的那个地方！”该论文的作者之一、牛津大学研究生 Tom Barrett 在一份新闻稿中说。“由于这些硫化氢来自地球污染的可能性非常低，这项研究为支持地球上的水是原生水——是我们星球构成物质的自然产物的理论——提供了重要证据。”
富含氢
由于原行星是由与顽火辉石球粒陨石相似的物质构成的，当不成熟的行星生长到足以被小行星撞击时，它已经储存了足够的氢来解释地球目前的水量。
尽管这项研究可能无法完全解决关于地球原始水源的争论，但它倾向于支持内部而非外部来源。
“我们现在认为，构成我们星球的物质——我们可以通过研究这些稀有的陨石来了解——比我们之前认为的更富含氢，”该论文的另一位作者、牛津大学教授 James Bryson 在新闻稿中说。“这一发现支持了这样一个观点：地球上水的形成是一个自然过程，而不是在行星形成后，被含水陨石轰击而产生的偶然事件。”
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Icarus. 地球构成物质中的氢源
Science. 地球上的水可能继承自与顽火辉石球粒陨石相似的物质
