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Nature：地球上的水或源于岩浆海洋与分子氢的相互作用
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2023年4月12日，美国卡内基科学中心和加州大学洛杉矶分校的研究团队在Nature发表文章《地球被原始的富含氢气的大气所塑造》（Earth shaped by primordial H2 atmospheres），指出地球上的水可能源自富含氢气的大气层与行星胚胎岩浆海洋之间的相互作用。
几十年来，研究人员对行星形成的了解主要基于太阳系。尽管对于像木星和土星这样的气态巨行星的形成存在一些激烈的争论，但人们普遍认为，地球和其他岩石行星是从年轻时围绕太阳的尘埃和气体盘中吸积而成。
正是随着这些物体相互碰撞，最终形成地球的小行星也变得越来越大，越来越热，因碰撞和放射性元素的热量融化而形成了巨大的岩浆海洋。随着时间推移，地球冷却，最致密的物质向内下沉，将地球分成3个不同的层——金属地核、岩石、硅酸盐地幔和地壳。
研究人员表示，系外行星的发现，让他们更加了解刚刚形成的行星在其最初几百万年的生长过程，其中被富含分子氢的大气所包围的情况非常普遍。尽管这些氢包层终会消散，但它们会在年轻行星上留下“指纹”。
利用这些信息，研究人员开发了地球形成和演化的新模型，以复制地球独特的化学特征。模型证明，在地球存在的早期，岩浆海洋与原始大气之间的相互作用可能产生了地球标志性特征，例如丰富的水及其整体氧化状态。
研究人员使用数学模型观察了25种不同的化合物和18种不同类型的反应，探索分子氢大气和岩浆海洋之间的物质交换。在这个“婴儿地球”中，岩浆海洋与大气之间的相互作用导致大量氢移动到金属地核、地幔氧化以及大量水的产生。
来源：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2023年第08期
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