首次证明：大碰撞不仅形成月球，还给地球带来了水！

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地球在太阳系中是独一无二的，地球是唯一一个拥有大量水和一个相对较大的卫星月球，月球稳定了地球的轴线。两者都是地球孕育发展生命所必需的。德国明斯特大学行星学家们现在已经能够首次证明：大约44亿年前，随着月球的形成，水也来到了地球。月球是在地球被一个火星大小的物体撞击时形成，这个天体也被称为Theia（忒伊亚）。
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/ G0 v) u$ t" c% w" A5 F到目前为止，科学家们一直认为忒伊亚起源于地球附近的太阳系内部。然而，明斯特大学的研究人员现在可以证明，忒伊亚来自外太阳系，它向地球输送了大量的水。研究结果发表在最新一期的《自然天文学》上。地球是在“干燥”的太阳系内部形成，所以地球上有水多少有些令人惊讶。要理解为什么会这样，我们必须回到45亿年前太阳系形成的时候。
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% t$ w+ n" Y' L! R: i1 M在之前的研究中，我们知道太阳系结构是这样的：“干燥的”材料与“湿的”材料分开，所谓的“碳质”陨石，含水量相对丰富，来自太阳系外部，而干燥的“非碳质”陨石来自太阳系内部。虽然之前研究表明碳质物质可能是将水输送到地球的原因，但我们不知道这种碳质物质是何时以及如何到达地球的，因此水也就来到了地球。研究人员用钼同位素来回答这个问题。钼同位素使我们能够清楚地区分碳质和非碳质物质，因此代表了太阳系内外物质的‘遗传指纹’。
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明斯特大学研究人员的测量结果表明，地球的钼同位素组成介于碳质和非碳质陨石之间，说明地球上的一些钼起源于太阳系外。在这种情况下，钼的化学性质发挥了关键作用，因为它是一种喜铁元素，地球上大部分钼都位于地核内。这项研究的第二作者克里斯托夫·伯克哈特博士解释说：因此，今天在地幔中可以找到的钼起源于地球形成的晚期，而早期阶段的钼则完全在地核中。因此，科学家的研究结果首次表明，来自太阳系外的碳质物质到达地球的时间较晚。
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$ }3 a; g% z' A+ Q% t" R但是科学家们更进一步，表明，地球地幔中的大部分钼是由原行星忒伊亚提供，忒伊亚在44亿年前与地球的碰撞形成了今天的月球。然而，由于地球地幔中的钼大部分来源于外太阳系，这意味着忒伊亚本身也起源于外太阳系。这次撞击提供了足够的碳质物质来解释地球上的全部水量，把地球上水的起源与月球的形成联系起来。简单地说，没有月球，地球上可能就没有生命。
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地球是通过与太阳系内部月球大小到火星大小的原行星胚胎碰撞而成长起来，但它也从更大的日心距离处吸积了物质，包括碳质球粒陨石样的物体，它们可能是地球水和高度挥发性物的来源。了解这种物质是何时以及如何到地球上的，对于了解类地行星形成的动力学以及地球变得适宜居住的基本过程至关重要。然而，早期研究根据对地球物质性质的假设，推断出碳质球粒状体的输送时间尺度非常不同。
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博科园｜研究/来自：明斯特大学
* X2 z* D( k- ~+ \0 t参考期刊《Nature Astronomy》
DOI: 10.1038/s41550-019-0779-y
) Q6 t* i7 H2 r2 Q; x1 E& p: i博科园｜科学、科技、科研、科普
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