2011-10-06

首次發現具有如海洋般水分的彗星:地球海洋起源的新線索

First comet found with ocean-like water: New clues to creation of Earth's oceans
http://www.physorg.com/news/2011-10-comet-ocean-like.html

October 5, 2011

(PhysOrg.com) -- 新證據支持這個理論:地球海洋有顯著的一部分是由彗星遞送而來。那些科學家認為,海洋在地球本身形成約八百萬年後出現。

天文學家已發現同一種水分的新宇宙來源。數十億年前這種水分出現在地球上,並創造了海洋。這些發現也許能幫忙解釋,地球表面最後如何佈滿了水。

來自 Herschel 太空觀測站的新測量顯示,Hartley 2(哈特雷二號)彗星,那來自遙遠的古柏帶(Kuiper Belt),包含化學特徵與地球海洋一樣的水分。這個太陽系的遙遠區域,大約是太陽到地球距離的 30 至 50 倍,是包括冥王星、其他矮行星以及無數彗星在內的冰封岩石天體的故鄉。

"我們利用 Herschel 所獲得的結果指出,將超大量的水分帶到早期地球上,彗星可能扮演了主要的角色," Dariusz Lis 表示,加州理工學院的物理學資深研究員,以及 Nature 期刊中一篇新論文(今日在線上發表)的共同作者。"這項發現,現在將地球海洋般的水分在太陽系中的儲量擴展到包含源自於古柏帶的冰封天體。"

科學家提出理論表示,地球一開始時既熱且乾,所以對於生命至關緊要的水分,必定在數百萬年後,因小行星與彗星的衝擊而遞送過來。直到目前為止,先前研究過的彗星沒有一顆包含像地球那樣的水分。然而,Herschel 對於 Hartley 2 的觀測(這是首度深入檢視一顆古柏帶彗星當中的水分),描繪出一幅不一樣的圖像。

Herschel 檢查彗星的彗髮,彗星上薄薄的一層氣態大氣層。當彗星接近太陽時,內部冰凍的物質蒸發形成了彗髮。成長中的包層(envelope)圍繞彗星「髒雪球」般的彗核,並往天體之後流動,形成有特色的彗尾。

Herschel 偵測彗髮中蒸發水分的特徵,而令科學家驚訝的是,Hartley 2 所具有的「重水」,只有迄今所分析的其他彗星的一半。在重水中,其中一個正常的氫原子被較重的氫同位素(稱為氘)所取代。在 Hartley 2 中,重水與輕水(即普通水)的比例與地球表面上的水一樣。重水在一顆彗星中的總量與彗星形成的環境相關。

當 Hartley 2 每 6.5 年撲向地球在內太陽系的鄰近區域時,天文學家藉由追蹤它的路徑,明白它來自古柏帶。除了 Hartley 2 之外,有五顆已取得重水與普通水比例的彗星,全都來自太陽系內更遙遠的區域,稱為歐特雲(Oort Cloud)。這一群天體,比古柏帶還遠一萬倍,是絕大多數有記錄之彗星的泉源。

鑑於與地球海洋相比,歐特雲彗星的重水比率更高,天文學家下結論表示,彗星對於地球總水量的貢獻約佔百分之 10。小行星,那絕大多數位於火星與木星之間的帶狀物,有時會遊蕩進入地球附近,看起來像主要的(水分)儲戶。然而,這些新結果指出,在搬水到地球上,古柏帶彗星提供了一種先前被忽視的服務。

這些曾造訪過的天體如何擁有地球海洋般的水分仍是個謎。天文學家預期,古柏帶彗星擁有比歐特雲彗星還要多的重水,因為後者被認為在形成時離太陽的距離比那些在古柏帶內的還要更近。因此,當太陽系演化,歐特雲天體被射入邊緣(fringes)之前,鎖入其中的冰凍重水應該比較少。(但研究結果剛好相反)

"我們的研究指出,我們對於這種最輕元素及其同位素的分佈,以及早期太陽系的動態的理解,仍然不全," 共同作者 Geoffrey Blake 表示,Caltech 行星科學與化學教授。"在早期的太陽系內,彗星與小行星必定到處移動,而某些顯然撞上了我們的地球,並造就了我們的海洋。"


※ 相關報導:

* Ocean-like water in the Jupiter-family comet 103P/Hartley 2
http://dx.doi.org/10.1038/nature10519
Paul Hartogh, Dariusz C. Lis, Dominique Bockelee-Morvan,
Miguel de Val-Borro, Nicolas Biver, Michael Kuppers,
Martin Emprechtinger, Edwin A. Bergin, Jacques Crovisier,
Miriam Rengel, Raphael Moreno, Slawomira Szutowicz,
Geoffrey A. Blake
Nature, 2011
doi: 10.1038/nature10519
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fsj 提到...

恆星相撞輻射 恐導致物種滅絕

中央社 2011.10.09

最新研究顯示,當銀河系中的恆星撞擊時會導致伽瑪射線爆,釋出大量高能量的伽瑪射線到太空,科學家相信,此現象可能與過去地球物種滅絕有關。

英國「每日郵報」(Daily Mail)今天報導,科學家指出,伽瑪射線爆可能造成地球臭氧層損耗。服務於堪薩斯州托彼卡(Topeka)華希本大學(WashburnUniversity)的湯瑪斯(Brian Thomas)表示:「短伽馬射線爆力量可能比長伽馬射線爆還要驚人。」

該研究明天在明尼阿波利斯召開的美國地質學會(Geological Society of America)年度會議上發布。

據悉該理論是科學家首次串連起伽馬射線爆時間點與化石遺跡顯示的地球物種絕跡時間之間的關係。

科學網站LiveScience.com文章指出,伽馬射線爆分成兩種:一種是時間較長、爆炸亮度較亮,而另一種是「短而強」爆炸,歷時不到1秒但輻射力量卻較為強大。

如果銀河系發生短伽馬射線爆,對地球的影響時間較為久遠。撞擊產生的射線到達地球大氣層後會導致游離氧與氮原子相互撞擊,部分會進而結合成損害臭氧的化合物-氧化亞氮(nitrous oxides),對地球食物網造成嚴重損害,甚至導致全地球的物種滅絕。

氧化亞氮可在大氣層中長時間存活並持續侵蝕臭氧,直到雨水將它帶出天體。

這種爆炸可能成因於恆星之間的擦撞,如高密度的中子星或黑洞之間的撞擊。

科學家估計此類撞擊在銀河系中大約1億年發生1次,也就是說45億年前誕生的地球,至今可能已被這類短伽馬射線爆衝擊了好幾次。



◆ 極地任務解密 海功號傳奇大公開

自由 2011.10.09

〔記者盧賢秀/基隆報導〕三十五年前試驗船「海功號」,從基隆港出發航向陌生的南極,歷經強風巨浪、雪海冰山,探勘開發南極蝦漁場,曾經寫下輝煌一頁,如今「海功號」靜靜地挺立在基隆碧砂漁港。海洋大學教授莊慶達和作家碧菡走訪當年人物,出版「極地任務」海功號探索故事,除了感人故事情節,也證實當年海功號確有「神秘任務」,載回來「管制品」。

海大教授莊慶達和華健長期推動海功號改建為台灣漁業史博物館,今年漁業署重新整修海功號,增加夜間光雕,讓海功號晚間也能閃亮迎人。

莊慶達和碧菡花了一年多時間,訪談當事人,網羅資料,完成了「極地任務─海功號南極探索」一書,將它的光榮與辛酸留給後代。

拿著熱騰騰剛出版的書,莊慶達說,在訪談過程中,有人主動捐出塵封卅年的資料和文物,也有人不願再談起這段陳年往事。碧菡以類小說與科普的手法,將三十七人航行一百四十五天南極行點點滴滴,串連成故,有衝突也有爭扎。

曾從南非帶回鈾235

較引人注意的是,海功號除了探勘、開發南極蝦漁場外,海功號還有項神秘任務,在返航時從南非帶回來「神秘禮物」。

書中描述,這項神秘任務是當年南非大使館的領事,親自交付給海功號領隊李燦然、船長陳長江,長柱形板條箱裝著神秘禮物,據訪談,大使館洪領事在便條紙上寫下某種放射性重金屬元素的英文字母和三個數字,將之解密,應是「鈾235」。