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你绝对想不到，你喝的水和恐龙喝的水是一样的。
最近，法国格勒诺布尔行星科学和天体物理研究所的天文学家Cecilia Ceccarelli和我国中国南京紫金山天文台的天文学家杜福君发表论文指出：我们目前喝的水，形成于45亿年前。那个时候，太阳也刚刚形成，地球正处于形成过程中。也就是说，地球上的水和这颗行星一样古老！ 我们知道，太阳系形成于一片分子云，其内部主要元素就是氢，其次是氦，氧和碳。幸运的是，生命所必需的水恰好是由氢和氧这两种含量较多的元素构成，这两种元素的充足是生命出现的基础。
第一阶段：冷阶段 不过，水的形成也不是一蹴而就的。在这些分子云中，还夹杂着少量的硅酸盐尘埃和碳质尘埃颗粒。氢和氧都需要在漫长的岁月里机缘巧合地附着在这些小颗粒上，最终才能结合，形成水冰。 同样是水，但水分子之间也有一些不同。我们知道，氢有三种同位素，分别是原子核只有一个质子的氕，也就是最常见的氢原子，还有原子核内分别包含一个和两个中子的氘以及氚。只含有氕的水分子就是最常见的水分子，如果含有氘，那就是所谓的重水。氕和氘都是稳定的原子，它们可以从45亿年前稳定保存到今天。
第二阶段：原恒星阶段 与此同时，分子云内的物质已经开始在引力的作用下相互聚集，逐渐形成原恒星。这些物质的重力势能转化为热能，将附近空间的温度加热到100K左右，也就是-173℃，这里被称为corino区域。这个温度看起来极其寒冷，而且远没有达到水冰的熔点，但也足以让一部分水冰升华为水蒸气。 由于当时太阳也没有完全形成，corino区域仍然残留着大量的物质，水蒸气更是其中含量最多的分子。研究人员认为，这里的水含量是今天地球海洋的10000倍左右。
第三阶段：原行星盘阶段 水冰好不容易在corino区域升华为水蒸气，并且向外扩散。这里是原行星盘，未来将会形成地球等行星。由于离原恒星比较远，温度比较低，所以水蒸气重新凝结。 在这里，水冰重新附着在尘埃颗粒表面，从此停止了孤独的漂泊。这些尘埃颗粒，还是当初的那一批。可以说，它们对于水在太阳系内的保存有着重要的意义。
第四阶段 此时，太阳系已经初步成型，太阳和八大行星以及小行星、彗星都差不多形成了。那些两次被水冰覆盖的尘埃颗粒各安所归，有的形成了地球这样的行星，有的形成了小行星或彗星，并且有一部分最后坠入地球，带来更多的水资源。 这个过程可以解释地球上的水是如何形成的，但我们无法回到45亿年前去验证这个理论。不过，这两位天文学家还是找到了一些残留了45亿年的蛛丝马迹，有助于追溯过往的历史。他们发现的证据，就是重水和水的比例，也就是水中氘和氕的比例。
氘不是随时都能形成的，而是在宇宙大爆炸之后的一段时期里，在仅仅几秒钟的特殊阶段形成的，所以含量并不多。在宇宙中，平均每10万个氕之中才会有一个氘，这在形成太阳系的分子云中也是一样的。如果氘真的平均分散到分子云的水分子中，那么地球上的水中应该只有1/10万是重水。 但实际情况并非如此，在corino区域内，含有一个氘的水分子的含量几乎达到了普通水的1/100。而同时含有两个氘的重水的比例，更是比理论上高了1000万倍。研究人员指出，导致这个现象的根源就在于上面提到的水冰形成的第一阶段，他们将这个现象称为超级氘化。
不过，就像上面的过程中讲到的，附着在尘埃颗粒上的水不只有第一阶段的水冰，还有第三阶段的水冰。而且如前面所说，corino区域的水储量是目前地球上的10000倍，它们并没有全都来到地球。因此，地球上到底有多少水来自于上面介绍的第一阶段，成了一个谜。 所以，研究人员进行了更广泛的研究，对太阳系的彗星、陨石乃至像土卫二这种含水的卫星进行了分析。同时，他们还对宇宙中其他正处于恒星形成阶段的星云进行了观测，因为这里发生的事和当初的太阳系是一样的。 研究人员最后得出结论，地球上有1%~50%的水来自太阳系诞生的最初阶段。虽然这个范围非常大，看起来不是很精确，但仍然向我们揭示了这个重要的事实。这意味着，我们今天喝到的水，可能和当初恐龙得到的水是相同的来源。
在以往的研究中，科学家们普遍认为地球上的水大部分来自含水的彗星通过撞击带来的。这些彗星长期在太阳系最外围的冰冻地带奥尔特云，偶尔进入太阳系内部，就有可能撞上行星，把自己的水供给行星。 不过在这次研究中，这种理论遭受到了质疑。研究人员认为，地球上的水应该主要来自于星子。所谓的星子，就是构成行星的前身，包括处于原行星盘中的小行星、石块或者颗粒等物质，它们携带着太阳系最早期的水，然后在行星形成的阶段融入地球。
总而言之，根据本次研究，地球上至少有一部分水是在45亿年前随着星子来到地球的，它们是太阳系内最古老的水。不过，这个过程中的许多细节仍然悬而未决，它们和碳、分子氧以及磁场等因素都有关，研究人员还需要花更多的时间才能破解这些谜题。 我们知道，水对于生命的诞生来说至关重要，破解地球上水的来源之谜，也有助于我们理解地球如何变成了今天的水世界以及生命的诞生之谜。科学家认为，太阳系早期的水或许还包裹着有机物等构成生命的基本要素，它们一起来到地球，满足了生命的基本条件。
这么看来，说水是生命之源，真的一点也不夸张。地球的生命诞生之谜，或许就要在太阳系早期的水中寻找答案了。 |
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