水什么时候来图片

前沿速报||地球上的水形成于什么时候？月亮告诉你答案。

haibaraemily
来自专栏相期邈云汉
从月球上寻找地球失落的历史。

地球上的水是什么时候形成的？这是科学家们至今还在争执不休的课题。不过，过去人们普遍认为，起码在地球诞生（约46亿年前）最初的几亿年里，应该不太可能有水存在，因为那时候内太阳系的几个岩质大天体都在经历着剧烈的小天体撞击，完全是一个个熔融炙热的冶炼炉。那么很自然地，人们认为地球上的水应当形成于晚些时候，怎么也不能比45亿年前更早了吧。

然而近日，英国开放大学的Greenwood及其同事们通过测量地球和月球的岩石样本，发现地球上的大部分水可能在45亿年前就存在了，这一结果发表于2018年3月28日的Science Advance：Oxygen isotopic evidence for accretion of Earth’s water before a high-energy Moon-forming giant impact。

咦？为什么科学家们可以通过月球的岩石找到地球上水含量变化的线索呢？这是因为月球和地球有着不可分割的“近亲”关系。这一切还得从月球的起源说起，那是很久很久以前的一天……

飞来横祸的一天
45亿年前的一天，一颗火星大小的天体从天而降，倾斜撞向了尚未完全长成的“雏形”地球。剧烈的撞击迅速粉碎和融化了整个撞击体，也把地球的一部分物质撞了出来。这些碎屑物质散落在地球四周，又通过碰撞和吸积最终形成了如今的月球。

（图：大撞击假说的假想图。 来源：museumvictoriacomau）

这就是著名的大撞击假说（Giant Impact Hypothesis）为我们构建的月球起源图景(Hartmann and Davis, Icarus, 1975; Canup and Asphaug, Nature, 2001)，科学家们还给这颗假想中的撞击体赋予了一个意味深长的名字——忒亚（Theia），她是希腊神话中的泰坦女神，也是月神塞勒涅（Selene）之母。

修修补补几十年——行星科学家：宝宝心里苦！
虽然人们对月球的起源一直有诸多猜想，但大撞击假说是近几十年来最受青睐的一个，因为它能较好地解释如今地球的自转倾角、地月系统的密度差异和轨道动力学关系。

但物理上的大厦盖起来了，化学上的窟窿怎么办？行星科学家们可以说是绞尽脑汁。

起初，人们想当然地认为撞击产生的碎屑一定是大部分来自忒亚，小部分来自地球，那么最终形成的月球在化学成分上（比如某种元素的各种同位素比例）应该更接近忒亚而非地球对吧。

可是阿波罗任务带回来的月球岩石的同位素含量测量显示，地月岩石以氧为首的一些同位素的比例像得不得了，几乎没有差异啊 (Wiechert et al, Science, 2001)。