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        水從哪里來?

        2020-06-24 11:35:48
        農村青少年科學探究 2020年4期
        關鍵詞:碳質太陽風彗星

        當宇航員遨游在太空中時,他們眼里的地球母親恰似一顆水球,大片大片藍色的海洋之中,漂浮著我們叫做各大洲的“小島”!我們知道,地球海洋的面積要占到總面積的71%,如果將看起來屬于陸地的南北極冰山也算進來的話,地球上的水分布的面積不會低于80%。那么如此多的水是從哪里來的呢?是地球本身就有的,還是來自其他地方?

        一、月球送水說

        對于太陽系的八大行星來說,給我們的感覺就是一個詞:干燥!比如我們地球周圍的水星、金星和火星這三顆行星,沒有一顆不是干涸的煉獄,表面根本就看不到有水的跡象。天文學家們已經找到了原因:45億年前太陽系剛剛形成的時候,由于靠近太陽的區(qū)域非常炎熱,像水這樣容易蒸發(fā)的物質就更多地被吹送到太陽系外圍去了,所以處于太陽系外圍的天王星和海王星,就聚集了大量的水,它們的質量動輒是地球的十多倍,其成分大部分都是水!不過因為遠離太陽,它們的溫度非常低,因此這些水絕大部分是以冰的形式存在的,所以它們又被形象地稱為“冰巨行星”。而近一些的土星和木星等氣態(tài)巨行星,其周圍眾多衛(wèi)星的含水量也都超過了地球,甚至包括薄薄的土星環(huán),它的含水量也遠遠多于地球。所以在太陽系外圍,有很多“濕”的物質,而在我們所處的太陽系內部,則更多的是“干”的巖石。

        可是說到現(xiàn)在也沒有月球的什么事??!別急,接下來就是月球登場的時刻了。在45億年前,來自太陽系外圍的一顆火星大小的行星“忒伊亞”,受木星或火星影響,軌道變得不穩(wěn)定,因而和地球發(fā)生了驚天大碰撞?!斑羴啞弊矒舻厍驎r,一部分物質進入太空軌道形成了月球,另一部分則留在了地表和地幔里,于是將大量太陽系外圍的水帶到了地球上。

        這可不是什么科幻片,而是有著豐富的證據(jù)的。我們知道地球一直在接受著來自太空的隕石的洗禮。研究表明,落到我們地球上的隕石大致可分為兩種:一種是來自太陽系外圍的富含水的“碳質”隕石;另一種是來自太陽系內部的干燥的“非碳質”隕石。經過科學家們測定,兩種隕石中含有的鉬同位素的比例是非常不同的,因而可以據(jù)此區(qū)分碳質隕石和非碳質隕石,進而知道它們究竟是來自太陽系外圍還是太陽系內部。

        科學家為此又測量了地球上鉬同位素的組成,結果表明,它們的比例介于碳質隕石和非碳質隕石之間,這意味著地球上的一部分鉬是來自太陽系外圍的。因為鉬是一種親鐵元素,地球早期的鉬大多和鐵一起沉入了地心,而地球上的鉬更多應該是來自地球形成的后期階段。由于地幔里的這些鉬已可證明是來自太陽系外圍,那么“忒伊亞”就是來自于太陽系外圍的“水的搬運工”。

        二、太陽送水說

        也有科學家認為,源源不斷的太陽風給我們送來了甘露。太陽風是一種連續(xù)存在,以200千米/秒~800 千米/秒的速度高速運動的物質。這種物質雖然與地球上的空氣不同,不是由氣體分子組成,而是由更簡單的比原子還小一個層次的基本粒子——質子(氫原子核)和電子等組成的,但它們流動時所產生的效應與空氣流動十分相似,所以我們稱它為“太陽風”。在不是來自于太陽的情況下,這種帶電粒子流也常被稱為“恒星風”。我們知道,氫和氧結合生成水。根據(jù)推算,從地球誕生到現(xiàn)在,地球吸收太陽風的總量達1.70×1023克。如果這些氫全部與地球上的氧結合,可以產生1.53×1024克的水,這與目前地球上總水量145億噸的數(shù)字十分接近。

        三、彗星送水說

        科學家們的腦回路向來就是復雜的,他們中還有一些人認為地球上的水來自于彗星,因為在太陽系中很早之前就有了液態(tài)水的存在,而且這些水與巖石以及塵埃慢慢成為了彗星,當大量彗星撞擊地球的時候,就給地球帶來了大量的水資源。此外,他們還認為這些彗星中不僅含有水,而且還具有形成原始生命所必需的元素。

        你還別說,這樣的觀點也是有著足夠的證據(jù)的!人類成功登月后,采集回了大量月巖樣本,其中包含著形成于撞擊事件中的巖石。當人們把算出的撞擊事件年齡畫上時間坐標時,發(fā)現(xiàn)它們并非均勻地分布在每段時間軸上,而是異常集中于38 億年前這個界限左右。也就是說,現(xiàn)在月亮上那些密密麻麻的隕石坑,絕大多數(shù)都是在38億年前左右形成的,形成于其他時間的則非常少。正好,38億年前也是地球的熔融表層開始凝固為固態(tài)巖石的時代。當時,熔融的熾熱地表將無數(shù)彗星帶入地球的水分蒸發(fā),富集在原始的大氣中。而隨著地表的冷卻,水分開始從大氣中凝固,全球尺度的無盡豪雨從混沌的原始大氣中傾瀉而下,沖刷著地球新生的地表,也創(chuàng)造出原始的大地與海洋。

        四、地球藏水說

        還有科學家認為,地球表面的水不是外來的,它完全來自于地球內部。因為地球內部有大量的水,且早期的地殼不穩(wěn)定,火山噴發(fā),地殼運動,將地球內部的水釋放了出來,形成了地表海洋。

        為了證明這種觀點,科學家們用地震波對地球內部進行探測,發(fā)現(xiàn)橫波在地下2900 千米處完全消失??茖W家們據(jù)此判斷地核基本是由液體組成,地心深處有著巨大的海洋,水的含量比地表還要多。

        在世界各地的史前傳說中,都有著關于大洪水的記憶,比如“諾亞方舟”和“女媧補天”。可能很多人認為,這些幾乎淹沒地表的大洪水只不過是一些傳說,并不是真的,但科學家研究后發(fā)現(xiàn),一些考古發(fā)現(xiàn)的遠古遺跡都證明,史前大洪水有可能是真的。

        試想一下,淹沒整個陸地所需要的水量是很龐大的,靠地表的海洋面積是不可能爆發(fā)全球大洪水的,唯一的解釋就是來自地下。不知何原因,地底世界的水大量涌出了地表,造成了全球大洪水,不過后來這些水又回到了地底深處。

        當然,地球上的水究竟從哪里來,還有著各種不同的版本,歸納起來無非就是兩種:自生或者外來。不過更重要的是,地球與太陽之間恰到好處的距離所營造的溫度環(huán)境以及合適的引力,是這些水沒有逃逸出大氣層的根本保證。否則地球也會像太陽系內部的其他行星一樣,敗家子般地揮霍完大自然恩賜的充沛水量,或者像太陽系外圍那些守財奴般的行星一樣,將這些本該靈動的水凍結成冰原或者冰山,那樣就不會有今天這樣一個生命豐富多彩的地球生態(tài)系統(tǒng),也就不要奢望有我們這樣善于思考的腦袋提出一個個關于地球水源的猜想了。

        最后我們用一句先知先覺的古詩結束今天的討論吧:黃河之水天上來!

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