地球是通过外太阳系低温下出现的类星体获得水的。那里的冰是固态水--这与较早进化的小天体不同，它们离太阳更近，温度太高，无法获得固态水。某些类别陨石的年龄数据使我们有可能获得关于早期太阳系中富含水的小型天体起源的新发现。这些所谓的"planetesimals"不断为行星提供建筑材料，也为地球提供建筑材料，而地球的原始材料中几乎不含水。

这块名为"弗伦斯堡"的陨石于 2019 年 9 月 12 日坠落到地球表面。它是一块罕见的碳质陨石，直径在 3.5 厘米到 3.7 厘米之间，重量不足 25 克。它只含有在有水的情况下出现的矿物质。这块陨石的母体是在太阳系出现约 270 万年后形成的，对这块陨石的分析在解释这种小天体如何不仅在年轻太阳系的高温下形成，而且后来在较低温度下形成，从而使其水分得以保存方面发挥了重要作用。

一项研究表明，在早期太阳系寒冷外围形成的富含水的类地行星有助于为地球提供水，这对地球的宜居性至关重要。由海德堡大学地球科学家参与的国际研究小组建立的计算模型根据年龄数据证明了这一点，他们还能从中读出母体的热演化过程。

太阳系的行星是与其母星一起形成的，地球也是如此，大约在 45 亿年前围绕太阳出现。这发生在宜居带，这意味着水能够以液态形式存在于地球表面。地球和其他行星一样，也是由行星碎片生长出来的。当大量尘埃粒子在直径数千公里的高压区聚集，并在自身引力的作用下坍塌时，它们就出现了。

海德堡大学地球科学研究所克劳斯-齐拉（Klaus Tschira）宇宙化学实验室主任马里奥-特里洛夫（Mario Trieloff）博士教授解释说："这些小天体不仅为行星提供了建筑材料。这位科学家补充说，它们也是地球水的来源。"

迄今为止，人们还没有最终弄清在早期太阳系中，类地行星究竟是在什么情况下起源的，以及在相当长的一段时间内是否也有可能这样做。某些类别的陨石的年龄数据提供了这方面的重要信息，这些陨石在某个阶段与小行星分离。

海德堡科学家与柏林、拜罗伊特和苏黎世（瑞士）的同事合作，从这些数据中得出了母体的热演化和起源点。他们的研究表明，有些类地行星形成得非常快，即在不到 200 万年的时间内形成。在这种情况下，它们的温度急剧升高，以至于融化并失去了所有挥发性元素，包括水。

根据目前的研究结果，其他类地行星是后来在外太阳系温度较低的地方出现的；它们能够部分地保存结晶体中的水。科学家们认为，这些小天体之所以能够在太阳系后期不断形成，是由于各种延迟效应抵消了快速起源的机制，例如，尘埃团块--小行星的建筑材料--之间的碰撞阻止了小行星的快速生长。

这项研究的第一作者弗拉基米尔-诺伊曼博士说："地球在其成长过程中，以小行星或陨石的形式吸积了这种富含水的小行星或其碎片，这是它没有成为一颗干枯的行星、不适合生命存在的唯一原因。"

由于太阳系外行星系统中行星的起源基于与太阳系相同的物理定律，科学家们推测，在太空的其他区域也可能存在与地球类似的行星。特里洛夫教授说，如果这些行星在进化过程中得到了来自小天体的水，它们就可能满足生命起源的先决条件。

研究结果发表在《科学报告》杂志上。

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1038/s41598-024-63768-4