地球上的水是那边来的？有人说是木星的"礼品"

（原问题：How Jupiter May Have Gifted Early Earth With Water）

网易科技讯 6月22日动静，据Smithsonian报道，说到太阳系早期，木星对地球可谓是庇护备至。在某种水平上，这颗气态巨行星就像是地球的掩护者，它的引力将冲向地球的伤害碎片弹射出去。与此同时，木星也也许向太阳系内部抛出物质，让富含氢的小行星和行星胚胎撞向其他类地行星。

图：科学家加布里埃尔·费塞特(Gabriel Fiset)操作美国宇航局(NASA)“朱诺”(Juno)号航天器发回的数据，缔造出这幅木星南极的彩色图像

此刻，研究职员以为，木星和其他气态巨行星在这个进程中也许还向岩石行星孝顺了另一种至关重要的对象——水。这些庞大的行星也许未来自太阳系外富含水的碎片抛落在岩石行星上。新的研究表白，这种液体（生命的要害因素）的转达也许并非偶尔或命运。相反，全部在外围拥有气态巨行星的体系，都应该可以让富含水分的物质自动落在多岩石的内部行星上。

当这些气态巨行星充实发育后，它们喷射的碎片也许是伤害的。但在它们出生的要害阶段，它们将富含氢的物质抛入地壳和地幔中，然后与氧团结酿成水。法国波尔多大学天文学家肖恩·雷蒙德(Sean Raymond)说：“在形成的进程中，气态巨行星把这大量行星胚胎散布到遍地，有些撞击到类地行星上。”通过对早期太阳系中气态巨行星的浸染举办建模，雷蒙德发明，差异尺寸的气态巨行星都不行停止地将富含水分的物质扔进太阳系内部体系。而当液态水落在外貌上后，岩石行星也许会留住它们。

虽然，正如我们在地球上所知道的，水是生命进化的要害身分。因此，当涉及到太阳系以外的打猎天下时，可以或许容纳这种贵重液体的岩石行星被以为是探求外星生命的最佳打猎场。自20世纪80年月以来，研究职员始终在全力确定水是怎样达到地球的。现在，富含碳的小行星好像成为主要的猜疑工具。

在年青的太阳系中，碰撞频仍产生，天体轨道常常彼此交错，早期的小行星很轻易受到其他行星的近间隔碰撞影响，这些行星的引力将它们抛向岩石行星。天体化学家康纳尔·亚历山大(Conel Alexander)说：“我以为这是一个很是风趣的故事，假如你试图相识可栖身的行星是怎样降生的，这是必要领略的最根基的对象。”

约莫45亿年前，因太阳形成而发生的气体形成了行星。这种气体存在了数百万年，影响着行星的行为及其富含岩石的因素。上升的温度意味着，作为水的构成元素的氢被困在太阳系较冷地域的冰中，阔别地球的范畴。看来我们的星球注定是一片干旱贫瘠的荒漠。那么到底产生了什么?

一个好笑的简朴观念

连年来，我们太阳系的模子表现，这些气态巨行星很也许经验了“伟大的跳舞”，然后才最终达到它们今朝的位置。海王星和天王星也许比本日更靠近太阳。最终，它们向外迁徙，沿途不绝调动所在。这个进程被称为“尼斯模子”(Nice model)，它以为在太阳系形成约6亿年之后，后期曾产生激烈撞击，到达冰攻击尖峰。

土星和木星也许经验了更为疾苦的路程，它们在进入太阳系内部的途中穿过年青的小行星带，然后掉头向外返回。一起上，它们还把小行星撞向了地球。这被称为“大头针”（Grand Tack）模子，雷蒙德在2008年辅佐拟定了这个模子。约莫在谁人时辰，雷蒙德第一次对木星怎样影响太阳系早期的水运送发生了乐趣。但他的建模进程受到了一个小措施题目的阻碍，他好像无法降服。直到近十年后，博士后安德烈·伊兹多罗(Andre Izidoro)辅佐办理了这个题目。

雷蒙德沮丧地说:“伊兹多罗用了半个小时就发明白困扰我多年的题目。我真的很兴奋他找到了办理方案，这样我们就可以继承做这个项目了。”在新模子中，当气态巨行星变得越来越大，耗损更多的物质时，它不绝增进的重力会使四面的胚胎行星变得不不变。如故存在的星云气体的阻力影响着碎片怎样穿过太阳系，并将个中的部门送入太阳系内部。个中有些物质被困在小行星带里，被富含碳的小行星接收，这些小行星上的水与地球很是相似。

雷蒙德说，最初，这些富含碳的小行分离布在宽大地区中，其间隔是地球和太阳世隔的5到20倍。他说：“它必然包围了整个太阳系。”但研究富含碳的小行星的亚历山大猜疑，这个地区更小，大大都人揣摩它们都是在木星轨道之形状成的。尽量云云，亚历山大以为雷蒙德的模子很好地表明白富含水的物质是怎样被输送到地球上的，他称这个假设是“完全公道的”。亚历山大说:“这是将这些挥发物带到地球形成地区的最好要领。”

这个模子留下了几个悬而未决的题目，好比为什么早期太阳系的质量云云之少。雷蒙德认可：“这是必要毗连的要害部门。”不外，他说，这个模子有助于弥补一些空缺，包罗为何地球上的水与外带小行星上的水因素相似，而不是与内带干燥小行星上的水相匹配。

他说:“这是木星和土星生长的简朴功效。”

探求富含水的天下

在雷蒙德的模子完成之前，研究职员以为这是系生手星差异通俗的跳舞，它们将水送入内太阳系，并使地球阔别干燥的将来。假如这是真的，那对其他星球来说将是个坏动静。由于这些气态巨行星也许还是壁花（局外人），从未阔别它们的出发点。新模子表白，任何气态巨行星城市因为它们的形成而向内喷射湿的物质。固然相同木星巨细的行星是最有用的，但雷蒙德发明任何尺寸的气态巨行星都也许触发类地行星增添。

这对在太阳系外探求水状行星的研究职员来说是个好动静。在我们本身的太阳系里，这个模子表现，来自太阳系外的冰以三波情势在地球上下降。第一次是在木星膨胀的时辰，第二次是在土星形成时代触发的，第三次也许产生在天王星和海王星向内迁徙的时辰，然后它们被其它两颗行星否决并送回太阳系的外围。