■謝懿

水無疑是一種特殊的物質(zhì)。因?yàn)榈厍蛏系纳鼘?duì)它有絕對(duì)的依賴性，也正是它讓地球成為了生命的樂園。那么，地球上的水來自何方？一些科學(xué)家認(rèn)為水是由彗星的撞擊所帶來的。

彗星是一個(gè)“臟雪球”，由巖石、塵埃、砂礫以及氨、二氧化碳、甲烷等混合而成。此外，還有許多許多的水。當(dāng)然這些水是以水冰的形式出現(xiàn)的。這些固態(tài)的揮發(fā)性物質(zhì)被統(tǒng)稱為冰。

當(dāng)彗星接近太陽的時(shí)候，這些冰會(huì)直接升華成氣體，形成巨大的彗頭以及長(zhǎng)長(zhǎng)的彗尾。當(dāng)這些氣體被釋放出來之后，天文學(xué)家就能確定出它們的組成。20世紀(jì)80年代，喬托探測(cè)器發(fā)現(xiàn)從哈雷彗星中釋放出的80%的物質(zhì)是水。

除了彗星之外，最近小行星也加入了地球“送水工”的行列。根據(jù)2010年4月底公布的結(jié)果，天文學(xué)家對(duì)小行星司理星進(jìn)行了光譜觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)極薄的霜凍層覆蓋著整個(gè)司理星表面，其中還混有含碳物質(zhì)。

小行星的平均表面溫度在-120℃～-70℃，絕大多數(shù)的表面水冰應(yīng)該會(huì)在幾年之內(nèi)就升華殆盡。對(duì)此一種解釋是這一霜凍層是由從小行星內(nèi)部緩慢釋放出的水汽而維持的，或者類似月球上的水冰是由微隕星的撞擊而帶來的。但無論是哪種成因，它都暗示了水極有可能是通過小行星和彗星的撞擊而被帶到地球上的。

然而，半個(gè)月之后事情又發(fā)生了變化。2010年5月中公布的另一項(xiàng)新研究表明，水和其他主要揮發(fā)性物質(zhì)可能就存在于形成地球的原材料之中，并非來自彗星或者小行星。

相對(duì)于整個(gè)太陽系，地球缺少諸如氫、碳、氮等揮發(fā)性元素，它們似乎也從來沒有在溫度較高的內(nèi)太陽系行星上富集過。除此之外，地球還缺乏中等揮發(fā)性元素，例如銀。

銀有兩種穩(wěn)定的同位素，其中之一就是在太陽系早期由鈀-107的快速放射性衰變而生成的銀-107。

銀和鈀具有不同的化學(xué)性質(zhì)，銀的揮發(fā)性較強(qiáng)，而鈀則更容易和鐵結(jié)合。這些差異使得科學(xué)家可以根據(jù)原始隕石和地幔巖石中銀同位素的比值來確定地球上揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)于地球鐵核形成的歷史。實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，兩者的比值完全相同。但隕石富含揮發(fā)性物質(zhì)，而地球巖石卻不是。

銀的同位素還拋出了另一個(gè)謎團(tuán)，它暗示地核形成的時(shí)間在太陽系起源之后500萬～1000萬年。而根據(jù)先前對(duì)鉿和鎢同位素的測(cè)量，得出地核形成的時(shí)間在太陽系起源之后3000萬年～1億年。前者比后者要早得多。

為了解決這個(gè)矛盾，科學(xué)家提出，地球會(huì)先吸積不揮發(fā)性的物質(zhì)直到它的質(zhì)量達(dá)到其最終質(zhì)量的大約85%，然后在地球形成階段的晚期（也就是太陽系起源之后約2600萬年）再吸積揮發(fā)性物質(zhì)。這些額外的揮發(fā)性物質(zhì)可能是通過單一的事件而獲得的，例如原始地球與一個(gè)火星大小的天體劇烈碰撞，而這一碰撞也會(huì)向外拋射出大量的物質(zhì)并最終形成了月球。

這一研究結(jié)果也支持了已有30年歷史之久的“異構(gòu)吸積”行星生長(zhǎng)模型，它認(rèn)為地球在其生長(zhǎng)的過程中其原材料的成分會(huì)發(fā)生變化。由此就不再需要彗星或者小行星把水帶到地球上，因?yàn)樗鼈兛赡軒缀鯊淖铋_始就已經(jīng)在那里了。