太阳系的水是源于最开始的星云物质吗
太阳系的水是否源于初始星云物质,是行星科学的重要谜题。根据星云假说,太阳系诞生于46亿年前的分子云坍缩,原始星云中除氢、氦外,还含有约1%的重元素,其中包括水冰颗粒。这些冰粒能否成为太阳系水的“种子”,关键在于形成过程中的温度环境。
太阳形成初期,核心区温度骤升,向外辐射的热量形成“雪线”——雪线之内(类地行星区域)温度超过150K,水冰蒸发为气体,难以凝结成固态物质;雪线之外(木星及以外区域)温度低,冰粒得以保留,成为外行星、彗星和小行星的组成部分。早期观点认为,类地行星的水可能来自外太阳系天体撞击,如彗星。但近年研究发现,多数彗星的氢同位素比例(D/H)与地球海水差异较大,而碳质球粒陨石(源于小行星带的原始天体碎片)的D/H值与地球海水高度吻合,其含水量可达10%,暗示小行星可能是地球水的主要输送者。
进一步证据来自月球和火星:月球极地水冰的同位素特征与地球相似,火星黏土矿物也显示早期存在液态水,支持内太阳系水源于共同的星云物质。综上,太阳系水的“本源”是原始星云冰粒,外太阳系天体直接保留了这些“原始水”,而类地行星的水则通过小行星等“信使”在后期输送而来,星云物质仍是水的最初源头。