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3月22日世界水日,你知道地球上的水是哪儿来的吗?
发布时间:2018-04-05     作者:     来源:    点击率:968

       水是生命之源。今年“世界水日”的主题是“Nature for water”(借自然之力,保护绿水青山)。

众所周知,地球表面71%的面积被水覆盖。然而,地球上的水从哪儿来,却始终是未解之谜。

  地球上的水,到底从哪儿来?目前比较有代表性的是“外源说”和“自源说”。

所谓“外源说”,顾名思义,认为地球上的水来自地球外部。而外来水源的候选者之一便是彗星和富含水的小行星。

  被誉为“脏雪球”的彗星,其成分是水和星际尘埃,彗星撞击地球会带来大量的水。而有些富含水的小行星降落到地球上成为陨石,也含有一定量的水,一般为0.5%—5%,有的可达10%以上。正因如此,一些科学家认为,正是彗星和小行星等地外天体撞击地球时,将其中冰封的水资源带入了地球环境中。

  然而,研究发现,大多数彗星水的化学成分与地球水并不匹配。此外,地幔中的同位素水平和陨石中的同位素水平也没有任何相似之处。

  科学家据此表示,这证明,如果水确实是由彗星或小行星带到地球上的,则其来到地球上的时间并不是地球的形成期,而是地球演化到形成地壳和地幔之后的时期。但并不排除另一种情况,即水最开始其实是星际尘埃的组成部分,而地球正是由星际尘埃所组成的。

  外来水源的另一个候选者是太阳风。

  太阳风是指从太阳日冕向行星际空间辐射的连续的等离子体粒子流,是典型的电离原子,由大约90%的质子(氢核)、7%的α粒子(氦核)和极少量其他元素的原子核组成。有科学家认为,地球上的水是太阳风的杰作。

  首先提出这一观点的科学家是托维利,他认为,太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与地球大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等,再通过不同的化学反应变成水分子。据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生1.5吨这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式降落到地球上。

  更重要的是,地球水中的氢与氚含量之比为6700:1,这与太阳表面的氢氚比十分接近。因此托维利认为,这可以充分说明地球水来自太阳风。但太阳风在地球45亿年生命史中,也不过形成了67.5亿吨水,与现今地球表面的水贮量相比,不过九牛一毛。

与“外源说”相对的是“自源说”,“自源说”认为地球上的水来自于地球本身。地球是由原始的太阳星云气体和尘埃经过分馏、坍缩、凝聚而形成的。凝聚后的这些星子继续聚集形成行星的胚胎,然后进一步增大生长,形成原始地球。

  地球起源时,形成地球的物质里面就含有水。在地球形成时温度很高,水或在高压下存在于地壳、地幔中,或以气态存在于地球大气中。后来随着温度的降低,地球大气中的水冷凝落到了地面。岩浆中的水也随着火山爆发和地质活动不断释放到大气、降落到地表。

 还有一种说法认为,在地球形成的最初阶段,其内部曾包含有非常丰富的氢元素,它们后来与地幔中的氧发生了反应并最终形成了水。

(来源:解放日报)

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