地球上的水来自哪里?


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地球上的水来自哪里?




将地球与附近其他岩石遍布的星球相比 , 第一个想到的就是地球上拥有大量的水 。 作为生命之源的水 , 覆盖了70%的地球表面 , 那么水是哪里来的?实际上这个问题也是科学界一个激烈争论的话题 。 有两种流行的观点:
第一个观点认为 , 地球形成时就保有一部分水 。 4.5亿年前 , 一个由气体和尘埃形构成的星云(也叫作“原太阳星云”)最终孕育了太阳和一系列行星 , 而这个星云中原本就存在冰 。 有理论认为 , 其中有部分水留在了地球 , 可能在地幔中循环 。

第二种观点认为地球 , 金星 , 火星和水星离原太阳星云太近了 , 大部分水都被热量蒸发了 , 因此这些行星在形成时 , 他们的岩石中含有少量的水 。
具体到地球 , 由于受到撞击(这次导致形成月球)很多水都被蒸发了 。 在这个设想中 , 海洋并非是地球自身孕育出来的 , 而是由一种叫碳质球粒陨石的富含冰的小行星带到地球来的 。

科学家们通过分析自然形成的两种氢的同位素(带有不同中子的氢)的比例 , 从而追踪地球中水的来源 。 其中一个是普通的氢 , 原子核中只含有一个质子 , 另一个就是氘 , 也被称为重氢 , 原子核中含有一个中子和质子 。 地球海洋中氘和氢的比例似乎与小行星的更为接近 , 而不是彗星 。 而小行星通常富含水和其他元素 , 比如碳和氮 。 科学家们还在来源于小行星的陨石(可能是小行星脱落的碎片)中发现了蛋白石 , 而蛋白石的形成需要水 , 这个发现成为了水来源于太空岩石的另一个证明 。 这两个证据都有利于“小行星说” 。
除此之外 , 与木星、土星、天王星和海王星的多冰卫星 , 甚至这些气态巨行星本身相比 , 这些多岩行星内部的水都比较少(相对他们的质量来说)这佐证了一个观点 , 在太阳系内部 , 水被蒸发了 , 但是在太阳系外部 , 则没有 。 如果地球上的水被蒸发了 , 那么后出来的水一定来自于其他地方 , 而太阳系外部存在大量富含水的小行星 。

美国宇航局于2007年发射的“黎明号”飞船捕获了更多的证据支持这个观点 , 这艘飞船发现了谷神星和灶神星上有水的证据 , 他们是火星与木星之间主小行星带内的两个最大天体 。那么地球上的水来自小行星已经板上钉钉了吗?先不要着急下定论 。
如果这个假设成立 , 那么过去的几十亿年 , 海洋里氢的同位素的比例比定保持一致 。
但是如果不一致呢?
有科学家认为 , 在早期地球的氢族中 , 重氢的含量要远低于现在 。 这种比列的改变是由于在地球早期历史中 , 太阳辐射加热了氢和氘 , 较轻的氢可能逃逸到了外太空 , 而氘留在了地球 。 在近些年里 , 不断更新的模型似乎也表明地球在形成时就保有大量的水 , 并且海洋的历史比此前任何人认为的悠久的多 。
也有科学家在分析加拿大古岩(地球上最古老的岩石)的氢同位素比例 , 氢同位素比例远低于小行星 , 反而与该区域早期太阳星云的水比例很接近 , 这个岩石中含有更多的氢和更少的氘 , 但是目前海洋中氢同位素比例与小行星类似 。 这似乎说明在过去的几十亿年里某些事情发生了变化 。
【地球上的水来自哪里?】这些假设都不互相排斥 , 反而使得整个情况变得更加复杂 。 虽然有可能是小行星带来了部分水但是地球形成时内部也含有水 , 问题是有多少水是来自这两个途径 , 并且又如何能够找到答案 。 所以这个谜题也将一直保持 , 至少需要一段时间才能被破解 。

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