水对地球上的生命至关重要，是我们最珍贵的自然资源之一。但考虑到我们的星球如何形成，我们仍然拥有多少水是非常令人惊讶的。地球从一团气体和尘埃中聚集 - 一颗原行星盘 - 在最初的几百万年里一直是炽热的中国风格网stylechina.com。它的表面因彗星和小行星的撞击而保持熔化状态。通过重力加热和放射性同位素的衰变，地球的内部也（并且仍然）保持液态。

这意味着如果地球上有任何初始水（和有机化合物），它应该很快就会沸腾。那么今天我们这个星球上有多少水 - 它究竟来自哪里呢？发表在“科学进步”杂志上的一项令人惊讶的新研究表明，一种我们认为不含水的小行星可能是负责任的 - 同时证明太阳系可能比以前认为的要湿润得多。

科学家们长期以来一直在争论地球水的来源。一种理论认为，它可能是从与之相撞的小行星和彗星中捕获的。另一个人争辩说，水一直存在于地幔的岩石中，并通过火山逐渐释放到地表。

由于日本的隼鸟号使命，我们现在有了新的证据。该航天器于2010年带回了从小行星25143 Itokawa表面回收的珍贵货物。这项研究背后的研究人员能够分析两种谷物的含水量。他们使用了一种称为离子微探针的精密工具包，用一束离子（带电原子）轰击样品，以探测其表面的成分。

实验并不容易 - 谷物很小，不到40微米（百万分之一米），每粒都是由几种不同的矿物质组成。离子微探针必须聚焦在每个谷物中的一种特定矿物质上，以便作者可以收集所需的数据。他们分析的矿物种类是含有铁和镁的硅酸盐，称为辉石，几乎完全不含钙。

这类物质通常与水无关 - 实际上，它被视为名义上的无水矿物（NAM）。辉石晶体的晶格不含有水分子的空位，就像例如粘土矿物一样 - 因此其结构不一定有助于吸收水分。然而，作者使用的技术的敏感性使他们能够检测和测量微量的水。

结果令人惊讶：谷物含有高达百万分之1000的水。知道Itokawa的成分后，研究人员可以估算出整个小行星的含水量，该含量可以转化为百万分之160到510之间的水。这比预期的要多 - 对两个相似物体（也是S型小行星）的远程测量发现，其中一个含有30个，另外300个含有百万分之三的水。

不太可能来源

水由氢和氧制成。但这些元素以不同的同位素形式出现 - 这意味着它们的原子核中可以有不同数量的中子（中子是与质子一起组成核的粒子）。研究人员研究了水的氢同位素组成，并发现它与地球的氢同位素组成非常接近，这表明地球上的水与隼鸟谷的水具有相同的来源。

结果提出了几个有趣的问题，第一个问题是如何在名义上无水的矿物质中产生如此多的水？作者提出，在它们形成过程中，谷物从原行星盘中吸收氢气，在太阳星云的高温和高压下，它与矿物中的氧气结合产生水。

原始形态的两个研究Itokawa颗粒。图片来源：日本宇宙航空研究开发机构（JAXA），由Z. Jin编辑

到目前为止，这么合理。但水怎么可能留在矿物中呢？它们毕竟来自一个S型小行星 - 一个形成于太阳系内部和较热部分的小行星。Itokawa具有复杂的热变质和碰撞历史，温度至少高达900°C。但研究人员使用计算机模型来预测这些过程中会损失多少水 - 结果却不到总量的10％。

地球的水

但是这一切与地球的水有什么关系呢？研究人员推测，在谷物从原行星盘上吸收水分之后，这些矿物质会聚集并粘在一起形成鹅卵石，最终形成更大的物体，如小行星。

如果这种机制适用于小行星，它也可能适用于地球 - 也许它的原始水来自这些矿物质，它们聚集在一起形成地球。虽然在地球早期的历史中水已经消失，但在大量的S型小行星碰撞期间又被水添加 - 正如地球和Itokawa之间氢同位素组成的相似性所暗示的那样。

这种对旧问题的新观察 - 地球水的起源 - 产生了一个令人惊讶的结论，这表明大量的太阳系内部小行星可能含有比实现的更多的水。

因此，虽然太阳系中到处都是水，但它隐藏在矿物质中的事实意味着并不总是有饮料掉落。