揭陽(yáng)2025-09-15 00:32:295851

新研究顛覆認(rèn)知：“龍宮”小行星母體形成 10 億年后仍有液態(tài)水

IT之家 9 月 11 日消息，一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，液態(tài)水在孕育了近地天體“龍宮”（Ryugu）的那顆小行星表面流動(dòng)的時(shí)間，比科學(xué)家們此前認(rèn)為的要晚得多。

研究發(fā)現(xiàn)，在龍宮母體形成 10 億年后，該天體上仍存在液態(tài)水。這一結(jié)論源于對(duì)日本“隼鳥(niǎo) 2 號(hào)”（Hayabusa2）探測(cè)器采集的巖石樣本的分析。2018 至 2019 年間，“隼鳥(niǎo) 2 號(hào)”從這顆近地天體上采集了樣本，并于 2020 年 12 月 5 日將其送回地球。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)界已知“龍宮”這類呈陀螺狀的碳質(zhì)小行星，形成于約 46 億年前太陽(yáng)系早期：當(dāng)時(shí)行星正圍繞初生的太陽(yáng)逐漸形成，而這類小行星則由外太陽(yáng)系的冰與塵埃構(gòu)成。因此，“龍宮”等天體被認(rèn)為保存著太陽(yáng)系行星系統(tǒng)誕生初期未受破壞的“化石記錄”。然而，在這項(xiàng)研究之前，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，小行星上的水活動(dòng)僅存在于太陽(yáng)系歷史的最初階段。

因此，這一新發(fā)現(xiàn)可能會(huì)改變我們對(duì) 46 億年前行星形成過(guò)程的認(rèn)知，同時(shí)進(jìn)一步支持“小行星撞擊原始地球，并為地球帶來(lái)大量水資源”這一觀點(diǎn)。

IT之家注意到，東京大學(xué)科學(xué)家、研究團(tuán)隊(duì)成員飯冢剛（Tsuyoshi Iizuka）在一份聲明中表示：“我們發(fā)現(xiàn)，龍宮保存了水活動(dòng)的原始記錄，有證據(jù)表明液態(tài)水在其巖石中流動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)超我們的預(yù)期。這改變了我們對(duì)小行星上水的長(zhǎng)期演化命運(yùn)的看法 —— 這些水存在了很長(zhǎng)時(shí)間，并未像此前認(rèn)為的那樣迅速耗盡?！?/p>

飯冢剛及其同事通過(guò)分析龍宮巖石樣本中元素镥（lutetium）和鉿（hafnium）的放射性同位素，得出了上述結(jié)論。這種分析方法具有重要價(jià)值，因?yàn)檫@些同位素的放射性衰變可作為地質(zhì)過(guò)程的“天然時(shí)鐘”。

因此，這些同位素的濃度能夠與小行星的年齡相關(guān)聯(lián)?！蚌励B(niǎo) 2 號(hào)”帶回地球的龍宮樣本中，鉿同位素相對(duì)于镥同位素的含量高于預(yù)期水平。這一現(xiàn)象表明，當(dāng)時(shí)曾有某種流體將小行星巖石中的镥元素沖刷出去。

飯冢剛解釋道：“我們?cè)菊J(rèn)為，龍宮的化學(xué)記錄會(huì)與地球上已研究過(guò)的某些隕石相似，但結(jié)果卻完全不同。這意味著我們必須仔細(xì)排除其他可能的解釋，最終得出結(jié)論：镥 - 鉿同位素體系受到了后期流體活動(dòng)的干擾?！?/p>

“最有可能的觸發(fā)因素是，龍宮的更大小行星母體受到了撞擊，撞擊導(dǎo)致巖石破裂，并使埋藏的冰融化，從而讓液態(tài)水得以在天體內(nèi)部滲透。這一發(fā)現(xiàn)著實(shí)令人意外！此外，這次撞擊事件也可能導(dǎo)致龍宮母體解體，進(jìn)而形成了如今的龍宮小行星?！?/p>

圖表展示了研究團(tuán)隊(duì)對(duì)龍宮小行星演化過(guò)程的推測(cè)

若龍宮母體確實(shí)在超過(guò) 10 億年的時(shí)間里持續(xù)含有水，那么其中一個(gè)關(guān)鍵啟示是：富碳小行星所含的水量可能遠(yuǎn)超此前預(yù)期。這意味著，通過(guò)撞擊原始地球，這些小行星為地球帶來(lái)的水量或許比以往估算的更多，而這一過(guò)程可能對(duì)地球早期海洋及大氣的形成產(chǎn)生了重大影響。

飯冢剛指出：“像龍宮這樣的天體能夠長(zhǎng)期保存冰，這一現(xiàn)象十分值得關(guān)注。它表明，地球的構(gòu)成物質(zhì)可能比我們想象的更‘濕潤(rùn)’。這迫使我們重新思考地球水循環(huán)系統(tǒng)的初始條件。盡管目前尚無(wú)法得出確切結(jié)論，但我所在的團(tuán)隊(duì)及其他研究人員或許會(huì)在此項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索，厘清包括地球何時(shí)及如何變得宜居在內(nèi)的一系列問(wèn)題?！?/p>

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的非凡之處還在于：研究團(tuán)隊(duì)僅利用了相當(dāng)于一粒米極小部分的龍宮樣本，就完成了相關(guān)研究。這一過(guò)程離不開(kāi)新型精密元素分離技術(shù)的研發(fā)，以及能以極高精度分析同位素的方法改進(jìn)。

“樣本量極小是我們面臨的巨大挑戰(zhàn)，”飯冢剛表示，“我們必須設(shè)計(jì)新的化學(xué)分析方法，在從同一塊樣本碎片中分離出多種元素的同時(shí)，將元素?fù)p失降至最低。若非如此，我們絕無(wú)可能檢測(cè)到這種后期流體活動(dòng)的細(xì)微痕跡?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)的下一步計(jì)劃是研究龍宮樣本中的磷酸鹽礦脈。通過(guò)這一研究，科學(xué)家有望更精確地確定龍宮母體表面液態(tài)水流動(dòng)的時(shí)間。此外，研究人員還將把他們的結(jié)果與美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）“奧西里斯 - REx”（OSIRIS-REx）任務(wù)于 2023 年 9 月帶回地球的“本努”（Bennu）小行星樣本分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

通過(guò)這種對(duì)比，研究人員或?qū)⒚鞔_：龍宮母體上的后期水活動(dòng)是該天體獨(dú)有的現(xiàn)象，還是在其他小行星上也存在類似的、保存至今的水活動(dòng)痕跡。

該團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究成果已于周三（9 月 10 日）發(fā)表在《自然》（Nature）期刊上。

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