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地球上的氙气来源


地球大气层中的氙气起源一直是个谜。现在,科学家通过分析欧洲空间局“罗塞塔”号彗星探测器的轨道探测数据,确定了其中22%的氙气来自彗星。这一结果为解释天体与地球演化之间具有联系的假设提供了新证据。

地球大气氙气同位素比太阳风或流星体中的氙气更重,几十年来研究人员无法确定这一重质成分的来源。虽然有假设认为可能是彗星把它们带到了地球,但证据十分有限。

2014年,“罗塞塔”号探测器在绕行彗星67P/楚留莫夫-格雷西缅科时,对这颗彗星上的气体进行了采样。法国洛林大学伯纳德·马蒂和同事发现,这些气体与地球上的氙气密切相关。

马蒂打比喻说:“我们现在知道流星和彗星各自的味道,于是开始混合制作‘鸡尾酒’,直到找到地球气氛的味道。”最符合地球氛围的“鸡尾酒”中,约22%是氙气。

但是,这一比例是基于所有彗星都类似67P的假设。如果67P上的氙气种类被证明是一大群彗星的代表,那这一结果对研究地球进化将非常有价值。

此前科学家认为,彗星可能不仅带来了氙气,还带来了对生命至关重要的氢气、氮气等挥发性元素,但由于太阳系内部过热,这些元素无法存活,所以长期以来的假设是,彗星是在地球形成以后很久才过来“造访”并带来上述元素。

而此次研究还发现,彗星气体样品中还包含另一种特定类型气体——氙气129,在地球上,它是碘衰变的产物,主要用于衡量行星形成时间。如果地球大气中22%的氙气由彗星运输过来,那么被认为是外太阳系使者的彗星,很有可能在地球形成较早阶段就来到地球。若果真如此,“彗星为地球送来构建生命的砖块”的假设将增添新的证据。


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