“大江大河”的地表水發(fā)源于彗星和小行星
羅塞塔飛行器項目團(tuán)隊的科學(xué)家比較了彗星水蒸氣與地球水分子的異同,對比的結(jié)果令人鼓舞,點燃了一個科學(xué)問題的火焰,地球行星表面的海洋是如何形成的?科學(xué)家在小行星上找到了線索。羅塞塔航天器在彗星67P的邱留莫夫-格拉西緬科地點實現(xiàn)了登陸,在之后不到一個月的時間,科學(xué)家就檢測到了彗星水蒸氣。羅塞塔使命計劃取得了初步的成果,有關(guān)地球水源起源的討論隨之興起,其中不乏公開質(zhì)疑的聲音。
科學(xué)界主要流行一種有關(guān)地球形成的假設(shè),在46億年前的形成之初,地球處于高溫炙熱的“火球”狀態(tài),任何起源概念的水分都會蒸發(fā)到太空,然而,早期的地球狀態(tài)不同于理論的推測,嬰兒時期的地球已是一片“水上澤國”,地表的水域面積占到了陸地面積的三分之二,科學(xué)家預(yù)測了一種“萬里海江”的水源從何而來的情景,隨著地球行星的冷卻,地表出現(xiàn)了“江海滔滔”的景觀,大部分的地球水源可能來源于彗星、小行星與地球的撞擊。彗星和小行星各自為地球帶來了水分,這些不同類型的“水星”為地球供應(yīng)了不同比例的水源。
氘和氫元素的比重是決定地球水源的一個關(guān)鍵性指標(biāo),氘是氫元素的同位素,它比正常的氫元素多了一個中子。氘氫元素的含量比重是一個重要的指示標(biāo),揭示了太陽系形成和早期演化的過程。理論模型的研究表明,地球和太陽的距離出現(xiàn)或大或小的變化,在最初太陽輻射的幾百萬年之后,氘氫元素的含量比重發(fā)生了相應(yīng)變化,為了確定不同小天體為地球帶來的水量,有一個關(guān)鍵性的技術(shù)手段,就是將不同“水星”的氘氫比重與地球海洋的同類指標(biāo)進(jìn)行比較。
彗星是探測早期太陽系的獨特星體,彗星內(nèi)部實際上保留了太陽系形成時原行星盤的物質(zhì),太陽系的八大行星誕生于原行星盤,而彗星包含了太陽系起源時期的原初成分??茖W(xué)家探討了早期太陽系的動力學(xué)機(jī)制,行星系的形成過程曲折而復(fù)雜,在從天王星—海王星區(qū)域發(fā)源的十分遙遠(yuǎn)的奧爾特云中潛藏了大量的彗星,它們與太陽的距離足夠大,低溫的彗星水分被冰凍或“封存”起來。大數(shù)量的彗星分散在太陽系遙遠(yuǎn)的外部區(qū)域,在大質(zhì)量氣體行星引力的作用下,它們進(jìn)入了氣體行星的軌道。
彗星67P屬于木星家族的彗星,它被認(rèn)為形成于十分遙遠(yuǎn)的太陽系區(qū)域,在遠(yuǎn)離海王星的柯伊伯帶,在某種偶然性因素的作用下,彗星沖出了木星的“牢籠”,沖進(jìn)了內(nèi)太陽系,它們的移動軌跡受到木星引力的影響。目前,彗星67P沿著地球和火星之間最近的軌道和超越木星最遠(yuǎn)的軌道飛行,它繞著太陽公轉(zhuǎn)的周期大約為6、5年。之前測量過其它彗星的氘氫比值(D/H),測量值顯示了較寬的范圍,在已測量的11個彗星中,只有木星家族的103P/哈特利2與地球水分的氘氫比值相同。
2011年,依據(jù)歐洲航天局的赫歇爾衛(wèi)星發(fā)布的觀測數(shù)據(jù),處在小行星帶的隕星與地球水分的氘氫比重相同,事實上,小行星含有更低的水分,只有依靠大量小行星的撞擊才能為地球帶來巨量的水源。羅塞塔使命計劃取得了一項重要的成果,測量出了彗星氘氫元素的比重。羅塞塔著陸器攜帶了軌道離子和中性分析光譜儀(ROSINA),對彗星的D/H 比值進(jìn)行了檢測,相當(dāng)于地球海洋和木星家族的彗星哈特利2比值的3倍,彗星67P的D/H 比值任何已測的奧爾特云內(nèi)的彗星都要高出了很多。
羅塞塔項目團(tuán)隊的主要研究員、在《科學(xué)》雜志發(fā)表成果的主要作者卡斯琳·阿爾特威格解釋說,檢測的成果令人倍感振奮,指示了木星家族的彗星多樣性起源,有可能起源于范圍更大的年輕太陽系,超出了科學(xué)家之前的想象。他們的發(fā)現(xiàn)排除了一種可能,即:木星家族的彗星是地球海洋的唯一源泉。他們的發(fā)現(xiàn)提高了一種理論模型的科學(xué)性,即:小行星在地球水源的輸送中扮演了關(guān)鍵角色。歐航局羅塞塔項目的科學(xué)家馬特·泰勒解釋說,從現(xiàn)場的分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了令人吃驚的線索,地球水源可能來源于更大范圍的太陽系。羅塞塔飛行器沿彗星67P轉(zhuǎn)動,彗星67P沿太陽軌道轉(zhuǎn)動,他們將分析彗星的路徑和演變,羅塞塔使命計劃加深了人們對彗星奧秘的認(rèn)識,拓寬了人們對在太陽系演變過程中彗星形成和作用的理解。
?。ň幾g:2014-12-11)
掃描二維碼推送至手機(jī)訪問。
版權(quán)聲明:本文由財神資訊-領(lǐng)先的體育資訊互動媒體轉(zhuǎn)載發(fā)布,如需刪除請聯(lián)系。