地球水的起源:来源与约束
地球与行星天体物理
2021-12-15 v1 太阳与恒星天体物理
地球物理
摘要
我们综述了关于地球水起源的认知现状。经验约束来自对太阳系天体及地球本身的化学和同位素测量。动力学模型揭示了地球形成过程中水输送的路径;多数模型锚定于特定的类地行星形成模型。与此同时,盘化学模型聚焦于确定行星构建块的同位素比值如何随径向距离和时间变化,从而定义沿这些路径传输物质的标记。碳质球粒陨石——代表外小行星带——与地球水同位素吻合(尽管地幔柱测得较低的 D/H)。但这一联系是如何建立的——地球的水是否起源于小行星之中(如经典类地行星形成模型)?或者,更可能地,地球的水是否来自与含水小行星相同的母体种群(例如外部污染,如 Grand Tack 模型)?我们认为外小行星带——内太阳系与外太阳系的边界——是取得新发现的下一个前沿。外小行星带包含一群冰体,在十二颗主带彗星(MBC)上可见挥发物驱动的活动;其中七颗在重复的近日点通过时表现出升华驱动活动。对 MBC 同位素特征的测量将提供盘模型与动力学模型之间链条中缺失的关键环节。最后,我们推及岩质系外行星。迁移是唯一可能产生质量含水率超过百分之几的极富水行星的机制(即便有迁移,部分行星也是纯岩质)。尽管水损失机制尚待更详细研究,我们预期水应被递送至绝大多数岩质系外行星。
引用
@article{arxiv.1912.04361,
title = {Origin of Earth's water: sources and constraints},
author = {Karen Meech and Sean N. Raymond},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04361},
year = {2021}
}
备注
Chapter to appear in Planetary Astrobiology (Editors: Victoria Meadows, Giada Arney, David Des Marais, and Britney Schmidt). 32 pages, 12 figures. Abstract shortened to fit