IT之家 9 月 11 日消息，一項新研究發(fā)現(xiàn)，液態(tài)水在孕育了近地天體“龍宮”（Ryugu）的那顆小行星表面流動的時間，比科學家們此前認為的要晚得多。

研究發(fā)現(xiàn)，在龍宮母體形成 10 億年后，該天體上仍存在液態(tài)水。這一結論源于對日本“隼鳥 2 號”（Hayabusa2）探測器采集的巖石樣本的分析。2018 至 2019 年間，“隼鳥 2 號”從這顆近地天體上采集了樣本，并于 2020 年 12 月 5 日將其送回地球。

長期以來，科學界已知“龍宮”這類呈陀螺狀的碳質(zhì)小行星，形成于約 46 億年前太陽系早期：當時行星正圍繞初生的太陽逐漸形成，而這類小行星則由外太陽系的冰與塵埃構成。因此，“龍宮”等天體被認為保存著太陽系行星系統(tǒng)誕生初期未受破壞的“化石記錄”。然而，在這項研究之前，科學家們普遍認為，小行星上的水活動僅存在于太陽系歷史的最初階段。

因此，這一新發(fā)現(xiàn)可能會改變我們對 46 億年前行星形成過程的認知，同時進一步支持“小行星撞擊原始地球，并為地球帶來大量水資源”這一觀點。

IT之家注意到，東京大學科學家、研究團隊成員飯冢剛（Tsuyoshi Iizuka）在一份聲明中表示：“我們發(fā)現(xiàn)，龍宮保存了水活動的原始記錄，有證據(jù)表明液態(tài)水在其巖石中流動的時間遠超我們的預期。這改變了我們對小行星上水的長期演化命運的看法 —— 這些水存在了很長時間，并未像此前認為的那樣迅速耗盡?！?/p>

飯冢剛及其同事通過分析龍宮巖石樣本中元素镥（lutetium）和鉿（hafnium）的放射性同位素，得出了上述結論。這種分析方法具有重要價值，因為這些同位素的放射性衰變可作為地質(zhì)過程的“天然時鐘”。

因此，這些同位素的濃度能夠與小行星的年齡相關聯(lián)?！蚌励B 2 號”帶回地球的龍宮樣本中，鉿同位素相對于镥同位素的含量高于預期水平。這一現(xiàn)象表明，當時曾有某種流體將小行星巖石中的镥元素沖刷出去。

飯冢剛解釋道：“我們原本認為，龍宮的化學記錄會與地球上已研究過的某些隕石相似，但結果卻完全不同。這意味著我們必須仔細排除其他可能的解釋，最終得出結論：镥 - 鉿同位素體系受到了后期流體活動的干擾。”

“最有可能的觸發(fā)因素是，龍宮的更大小行星母體受到了撞擊，撞擊導致巖石破裂，并使埋藏的冰融化，從而讓液態(tài)水得以在天體內(nèi)部滲透。這一發(fā)現(xiàn)著實令人意外！此外，這次撞擊事件也可能導致龍宮母體解體，進而形成了如今的龍宮小行星。”

圖表展示了研究團隊對龍宮小行星演化過程的推測

若龍宮母體確實在超過 10 億年的時間里持續(xù)含有水，那么其中一個關鍵啟示是：富碳小行星所含的水量可能遠超此前預期。這意味著，通過撞擊原始地球，這些小行星為地球帶來的水量或許比以往估算的更多，而這一過程可能對地球早期海洋及大氣的形成產(chǎn)生了重大影響。

飯冢剛指出：“像龍宮這樣的天體能夠長期保存冰，這一現(xiàn)象十分值得關注。它表明，地球的構成物質(zhì)可能比我們想象的更‘濕潤’。這迫使我們重新思考地球水循環(huán)系統(tǒng)的初始條件。盡管目前尚無法得出確切結論，但我所在的團隊及其他研究人員或許會在此項研究的基礎上進一步探索，厘清包括地球何時及如何變得宜居在內(nèi)的一系列問題。”

這項發(fā)現(xiàn)的非凡之處還在于：研究團隊僅利用了相當于一粒米極小部分的龍宮樣本，就完成了相關研究。這一過程離不開新型精密元素分離技術的研發(fā)，以及能以極高精度分析同位素的方法改進。

“樣本量極小是我們面臨的巨大挑戰(zhàn)，”飯冢剛表示，“我們必須設計新的化學分析方法，在從同一塊樣本碎片中分離出多種元素的同時，將元素損失降至最低。若非如此，我們絕無可能檢測到這種后期流體活動的細微痕跡?！?/p>

該團隊的下一步計劃是研究龍宮樣本中的磷酸鹽礦脈。通過這一研究，科學家有望更精確地確定龍宮母體表面液態(tài)水流動的時間。此外，研究人員還將把他們的結果與美國國家航空航天局（NASA）“奧西里斯 - REx”（OSIRIS-REx）任務于 2023 年 9 月帶回地球的“本努”（Bennu）小行星樣本分析結果進行對比。

通過這種對比，研究人員或?qū)⒚鞔_：龍宮母體上的后期水活動是該天體獨有的現(xiàn)象，還是在其他小行星上也存在類似的、保存至今的水活動痕跡。

該團隊的相關研究成果已于周三（9 月 10 日）發(fā)表在《自然》（Nature）期刊上。