地球上的水来自太阳吗？

　　地球上的水从哪里来？彗星可能带来了一些。小行星可能带来了一些。冰冷的星子可能通过撞击年轻的地球并沉积它们的水而发挥了作用。来自地球内部的氢也可能做出了贡献。另一个假设指出，形成月球的碰撞给了地球水。
　　有证据支持所有这些假设。
　　但新的研究表明，太阳及其太阳风可能也帮助输送了一些水。
　　地球上的海洋含有大约 1.37   10 21 kg 的水（即六千亿三百七十亿公斤）。湖泊、河流、冰、地下水和水蒸气加起来又是 5.0   10 20公斤，也就是五百亿公斤。所有这些水约占地球表面的 70%。我们太阳系中的一些卫星有地下海洋，但在行星中，地球是独一无二的。当然，如果没有那么多水，我们就不会在这里，也不会有生命。因此，水的来源在科学上是一个经久不衰的谜。
　　地球是由原行星盘形成的，这种物质在太阳变成恒星后围绕着太阳旋转。它与所有其他行星和卫星形成的材料相同。地球形成于靠近太阳的地方，那里的温度相对较高，因此地球上的水并没有与地球同时形成。地球质量的 90% 是铁、氧、硅、硫和镁。但是水的冷凝温度比这些材料低得多，因此当时任何可用的水都是蒸汽。
　　但是离太阳更远的地方，水会凝结成冰冷的小行星、小行星和彗星。这就是为什么地球水的外行星来源的想法经久不衰的原因。一项证据表明，行星形成后，木星向内迁移到太阳，将冰冷的小行星从外太阳系送向内太阳系，其中一些撞击地球。经过很长一段时间，小行星和彗星到达的水量足以占地球的水量。
　　在这位艺术家看来，2004 EW95 可能是一颗原始小行星。它的光谱显示它含有页硅酸盐，这意味着它的岩石成分因水的存在而改变。这样的证据强化了小行星向地球输送水的观点。
　　不过，小行星输水理论存在问题。这个想法的中心是像 2004 EW95 这样含有水合矿物质的 C 型小行星。研究表明，C 型小行星上的水和地球上的水的同位素组成存在明显差异。一定有一个与 C 型小行星在同位素上不同的水源缺失。
　　这篇新论文表明，还有另一种机制可以帮助解释地球上的水：太阳及其太阳风。
　　这篇新论文的标题是太阳风对地球海洋的贡献 。它发表在《自然天文学》杂志上，第一作者是格拉斯哥大学地理与地球科学学院的卢克·戴利博士。
　　来自科廷大学空间科学与技术中心的菲尔布兰德教授是这项研究的一部分。在一份新闻稿中，布兰德博士解释了冰冷小行星为地球提供水的假设的一个问题。现有的理论认为，水在 C 型小行星形成的最后阶段被带到地球，然而，之前对这些小行星的同位素‘指纹’的测试发现，平均而言，它们与水不匹配在地球上发现意味着至少还有另一个下落不明的来源，布兰德教授说。
　　我们的研究表明，太阳风在微小尘埃颗粒的表面产生了水，而这种同位素较轻的水可能提供了地球上剩余的水，布兰德说。
　　这些结果基于来自小行星 Itokawa 的样本。JAXA 的隼鸟号任务于 2010 年将来自近地小行星Itokawa 的样本返回地球。这些样本表明 Itokawa 含有丰富的水。（这一发现强化了地球从小行星获取水的观点。）Itokawa 是一颗 S 型小行星，这意味着它的形成距离太阳比地球更远，在太阳系的寒冷区域，水会冻结而不是比蒸发。
　　隼鸟号于 2005 年造访的小行星 Itokawa。
　　研究人员使用原子探针断层扫描检查了来自 Itokawa 的微小样本。他们发现太阳风中的 H+会照射小行星表面的硅酸盐矿物并产生水分子。
　　这种新的太阳风理论基于对 S 型近地小行星 Itokawa 的微小碎片进行细致的逐原子分析，这些碎片的样本由日本太空探测器隼鸟号收集，并于 2010 年返回地球， 布兰德教授说。
　　我们在科廷大学的世界一流的原子探针断层扫描系统使我们能够对丝川尘埃颗粒表面的前 50 纳米左右进行非常详细的观察，我们发现其中含有足够的水，如果按比例放大，每立方米岩石大约需要 20 升，布兰德解释说。
　　来自小行星 Itokawa 的微小尘埃颗粒之一的表面图案。
　　在他们的论文中，作者写道：我们使用原子探针断层扫描直接观察了来自 S 型小行星 Itokawa 的橄榄石颗粒在太阳风照射下的边缘中平均约 1?mol% 的水和羟基富集度。我们还通过实验证实， 硅酸盐矿物表面的H +辐射会产生水分子。
　　这些结果使团队假设该机制在太阳系中普遍存在。这些结果表明，丝川风化层可能含有约 20?l?m ?3 的太阳风衍生水，而且这样的水库可能在整个银河系的无空气世界中无处不在。
　　这一发现有助于解释地球如何获得所有的水。如果研究人员是正确的，我们对早期地球以及它是如何维持生命的有了更完整的了解。他们写道：通过将太阳风植入细粒硅酸盐中来生产这种同位素轻水库可能是早期太阳系中一个特别重要的过程，有可能提供一种重建地球当前水同位素比率的方法。
　　艺术家对太阳风的描绘。尽管地球受到其磁层的保护，但小行星却没有任何保护。H+ 可以撞击小行星表面并从硅酸盐矿物中产生水。
　　这一发现对未来的宇航员也可能具有意义。
　　随着人类继续探索太空，水的存在或缺乏将促进和限制我们的航天活动。但是，如果这种利用太阳风造水的过程很普遍，则意味着小行星和月球风化层中含有水，可供吸收。
　　宇航员如何在不携带补给品的情况下获得足够的水，是未来太空探索的障碍之一，第一作者戴利说。
　　我们的研究表明，在 Itokawa 上产生水的空间风化过程可能发生在其他没有空气的行星上，这意味着宇航员可能能够直接从行星表面的尘埃中处理新鲜的水，比如月球。