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        地球之水哪里來?

        2020-09-27 23:14:22陳若穎
        百科探秘·航空航天 2020年9期
        關(guān)鍵詞:重水液態(tài)水彗星

        陳若穎

        人類一直在各種宇宙天體上尋找液態(tài)水存在的證據(jù),因?yàn)橐簯B(tài)水是生命之源。那你有沒有想過,我們生活的地球上為什么會(huì)有水?這覆蓋了70%地表的水又是從哪里來的呢?今天我們就來探究一番!

        大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為早期的地球是一個(gè)熾熱 且布滿巖漿的熔融體,經(jīng)過幾十億年的地質(zhì)演化才逐漸變成現(xiàn)在這個(gè)樣子。而地球上為什么會(huì)有水,科學(xué)家們眾說紛紜,目前關(guān)于水來源的學(xué)說大致可以分為“內(nèi)源說”和“外源說”兩類。

        1.地球內(nèi)部的水

        科學(xué)家們觀測(cè)到每次火山噴發(fā)所帶出的氣體中約有75%是水蒸氣,而且?guī)r漿冷卻后凝結(jié)成的火山巖中,也含有一定量的結(jié)晶水(即與巖石相結(jié)合的水)。由此他們認(rèn)為,最早形成地球的物質(zhì)中應(yīng)該就含有水分子,但在當(dāng)時(shí)的高溫下,這些水分子很可能藏匿于地殼、地幔,甚至是大氣層中。后來,隨著溫度緩慢降低,水分子或降落在大地上,或隨著火山噴發(fā)釋放出來,這樣逐漸積累形成了現(xiàn)在的江河湖海。

        當(dāng)然,這個(gè)理論也不是無懈可擊的,因?yàn)榧词够鹕綆r漿中所有的水都被蒸發(fā)出來,也不及地球現(xiàn)有水量的一半,所以這一理論遇到的障礙就是它無法解釋為什么現(xiàn)在地球上能夠有這么多的水。

        2.撞擊出的水

        科學(xué)家們?cè)?jīng)發(fā)現(xiàn)一顆名叫利內(nèi)亞爾的冰塊彗星,據(jù)科學(xué)家們推測(cè),這顆彗星含有330萬噸水。如果這些水全部澆在地球上,可以形成一個(gè)很大的湖。但令人遺憾的是,利內(nèi)亞爾彗星在靠近太陽時(shí)被太陽的高溫蒸發(fā)成了水蒸氣。不過,這一蒸發(fā)過程足以證明地球之外的天體也可能含有豐富的水資源。

        經(jīng)過測(cè)算,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)太陽系中的很多小行星都含有大量的冰,甚至彗星本身就是個(gè)“臟雪球”。這些小天體就像一輛輛運(yùn)水車,在地球引力的吸引下撞擊地球后,便把攜帶的水分子留在了地球上。日積月累,這些水分子就以各種形式形成了海洋。

        但是這個(gè)理論缺少足夠的觀測(cè)證據(jù)。液態(tài)水中可能含有極少量的重水[一種名叫“氘(dāo)”的特殊的水,由氫的同位素與氧結(jié)合形成],如地球的液態(tài)水中含有大約0.02%的重水,如果我們探測(cè)到彗星或小行星上重水和水的比例也大致如此的話,我們就有理由相信地球上的水是來自彗星或小行星的。不過,想測(cè)量彗星上重水與液態(tài)水的比例十分困難,因?yàn)橹挥性阱缧墙?jīng)過地球的時(shí)候,地面望遠(yuǎn)鏡和太空望遠(yuǎn)鏡才能對(duì)其進(jìn)行如此精細(xì)的研究。自1980年以來,科學(xué)家們研究過十幾顆彗星上的重水與水的比例,他們發(fā)現(xiàn)這一比例與地球上的并不相近,反而是小行星上的重水含量更高。然而,小行星也無法提供大量的水,所以研究陷入了僵局。

        3.太陽風(fēng)“吹”出來的水

        根據(jù)觀測(cè),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)太陽風(fēng)中含有大量的氫原子核和少量其他元素的原子核。因此有人推測(cè),這些離子在到達(dá)地球時(shí),有一部分可以與地球大氣層上層的電子相結(jié)合,形成氫原子與氧原子,再經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)變成水分子。

        不過,據(jù)科學(xué)家們估計(jì),在地球大氣層上層每年能產(chǎn)生約1.5億噸的水,也就是說地球大氣層上層45億年間僅能產(chǎn)生67.5億噸水,遠(yuǎn)不及地球表面的水量。所以說這種說法也未能說明地球上存在如此多水的原因。

        介紹了科學(xué)家們各種關(guān)于水從何而來的科學(xué)猜想和研究,同學(xué)們有沒有受到一些啟發(fā)?或許地球上的水不止一種來源,而是在多種契機(jī)之下逐步形成的。還有哪些可能性?大家一起來猜猜吧!

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