地球上这么多水,是从哪来的?这个问题看似简单,其实科学家已经研究了几十年。毕竟,刚诞生的地球其实是个“火球”,表面炽热、岩浆横流,根本留不住水。那么现在这些浩瀚的海洋、河流、湖泊,它们最初从哪儿来?
过去一种主流观点认为——水是“快递”来的,其中一个可能是彗星。但之前很多彗星的“分子指纹”都不太对,跟地球海水的氘氢比对不上,科学界一度把目光转向小行星,觉得它们更可能是地球水的“送货员”。
直到2025年,一颗叫12P/庞士–布鲁克斯的哈雷型彗星“重磅回归”,打破了这种看法。科学家用位于智利高原的ALMA望远镜阵列,首次对它进行三维“水分子画像”,不仅识别出它喷发出的普通水和“重水”的分布,还精准测出了它们之间的氘氢比——这个数据,堪称水的“身份证”。
结果令人震惊:12P的水分子特征,跟地球海水几乎一模一样!这意味着,地球水的“宇宙老家”可能真的有一部分是彗星带来的。这个结论,给了“彗星送水说”迄今为止最有力的支持。
什么是氘氢比?是科学家追踪水源的“密码锁”
要想知道水从哪来,科学家不是靠“猜”,而是靠氘氢比这个关键指标来“验DNA”。
氢,是宇宙中最常见的元素,但其实它有三种“形态”:最常见的是氕,也就是我们平常说的氢;还有一种叫氘,重一点;还有更罕见的氚。
氘和氢可以组成“重水”,它的分布比例受环境温度、密度、化学路径影响,在不同星体上是不一样的。因此,氘氢比就像水的“出生证”或“指纹”,可以反推出水的来源地。
过去几十年,科学家观测了不少彗星的氘氢比,结果大多数都比地球高,甚至高出一倍。这让“彗星送水说”遭遇滑铁卢,反而是一些小行星上的陨石样本,氘氢比更接近地球海水,自然也更被看好。
直到ALMA望远镜的出现,科学家有了更高分辨率的“宇宙显微镜”。它可以把彗星喷出的水分子“看个清清楚楚”,精确分辨出水是从冰核直接升华的,还是在彗发中二次生成的。只有前者,才保留着太阳系早期的“原始信息”。
而这次对12P的观测就是这么做的,结果显示它的水和地球海水如出一辙,这说明它可能真的参与过地球“补水”工程。
一颗彗星的测量,不是终点,而是揭开全貌的起点
当然,科学家也很清楚,不能因为一颗12P就下结论说“彗星就是地球水的来源”。但它的意义重大:至少说明不是所有彗星都不行,某些类型彗星的水,跟地球的确“同款”。
而更重要的是——这次研究提供了一种新方法。过去测氘氢比很难清楚区分水的来源,容易被“二次生成”的水干扰。而这次通过ALMA实现的空间分辨+同位素测量,直接锁定了“从冰核升华”的原始水分子,为后续大量彗星测量提供了标准模板。
未来,只要用这个方法观测更多不同轨道、不同“年纪”的彗星,我们就能拼出一张“太阳系水谱系图”,更精确地知道地球水的“家底”到底来自谁:小行星?彗星?还是两者组合?在什么时期“送货”?比例是多少?
而如果彗星真的参与了早期“送水”,那它们也可能带来了有机分子,这对“生命是偶然还是普遍”这个终极问题,也会有深远影响。因为彗星在宇宙中并不少见,如果它们普遍参与“播种”,那么生命可能也并不是地球的“专利”。
结语:一滴水的宇宙旅程,可能比你想象中更遥远
过去,人们看到彗星,总觉得它神秘、甚至不祥。但今天,科学家告诉我们,它们可能是时间胶囊,封存着太阳系最初的“配方”。12P的“化验报告”,就像一封穿越46亿年的“宇宙来信”,提醒我们:你手中这杯水,可能曾在星际间飞驰,撞进地球,才成了今天的雨水、溪流与海洋。
所以,当你下次喝水时,不妨想想:这滴水,也许曾是某颗彗星上的一小块冰,在遥远的宇宙黑夜中,静静等待被点亮的那一刻。