来自月球样本分析的证据表明，尽管地球和月球的形成源于一次巨大的撞击，它们也基本保留了其原初的挥发性元素丰度，包括水在内。资料来源：Adam Connell/NLL
水的供应对于地球维持生命来说至关重要，那么这些水究竟是从哪里来的？它们是在地球形成时就存在，还是后来由外太空的陨石或彗星带来的？地球上水的来源一直存在争议，劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家在研究月球上的岩石时提出了一种解释。因为地球-月球系统是在太阳系形成初期由两个大天体相互撞击而形成，它们之间存在很强的联系。并且由于不存在像地球上能改变和掩盖地表结构的板块运动以及风化作用过程的影响，月球便成为了一个寻找地球水历史线索的研究对象。
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尽管大约70%的地球表面被水覆盖，但总的来说，相较于太阳系中的许多其他天体，我们的星球是相对干燥的。但月球则更加干燥，有传统的观点认为，地球、尤其是月球上挥发性元素（如水）的匮乏，是因猛烈的天体撞击造成的。但是该小组通过观察月球岩石的同位素构成发现，形成地月系统的撞击物体在撞击之前所具有的挥发性元素水平本来就非常低，这并非是由撞击所导致的挥发性元素枯竭。具体来说，研究小组使用具有挥发性和放射性的同位素铷-87（87Rb）的相对数量，由其子同位素锶-87（87Sr）计算得出，以确定地月系统形成时Rb的可能值。研究小组发现，87Sr（用于估算月球上长周期挥发性物质的代表元素）的含量如此之低，所以推断碰撞的天体一开始肯定都是干燥的，此后87Sr元素也不可能有太多的积累。
作为该论文的共同作者宇宙化学家Greg Brennecka认为：“地球的水要么是一开始就存在，要么是由地球以外的纯水物质或天体撞击而携带过来。而这项研究排除了地球上水是由陨石或小行星带来的可能性，强有力地导向地球上的水是“与生俱来”的可能。这项研究除了大大缩小了地球水的潜在来源研究范围外还揭示出，发生碰撞的大型天体一定来自太阳系内部，而且这一事件不会早于44.5亿年前发生，这样便大大缩短了月球形成的时间窗口期。
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根据该研究的主要作者Lars Borg的说法：“地球和月球的形成只可能由有限的几种物质结合形成，而且也并非什么特殊物质。很可能的情况是，在太阳系形成后1亿多年的时间里，大致位于相同区域的两颗大型天体相撞形成了它们......”这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
撰文：Anne M Stark Lawrence 劳伦斯-利弗莫尔国家实验室。
翻译：范嘉豪
审校：董子晨曦
引进来源：物理学家组织网
本文来自：中国数字科技馆
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