我們知道,地球70%的面積是海洋,只有30%是陸地,那麼問題來了,這些水究竟是怎麼來的呢?
目前,關於水的起源,科學家有兩種假說,一種是自源說,意思是這些水是地球自帶的;另一種假說是外源說,意思是小行星撞地球送來的水。
這兩種假說哪個更符合地球水的起源呢?我們具體來看一下。
自源說
我們知道,水分子是由氫原子和氧原子構成,在地球形成早期時,這些成分和其他物質一起匯聚成為了地球。而地球在剛形成時候,溫度非常高,氫離子和羥基等會氣化漂浮在空中,由於地球引力的存在,它們才沒有飄向太空。後來地球溫度逐漸冷卻,在冷卻的過程中,它們會水化,並以液態水的形式落到地面上。
據研究統計,這場雨持續下了幾百萬年甚至幾千萬年,雨水匯集到低洼之處,形成了原始海洋、湖泊,這些就是地球原始液態水。
但今天的地球表面水含量和原始液態水相比,有了較大的變化。據科學家研究發現,在地球幾十億年的歷史中,地球內部的水不斷地溢出,截止到目前,每年仍有約660立方千米的水從地幔處溢出。
那麼問題來了,地幔中的水是從哪裡來的呢?
其實,地幔中的水,也是地球自帶的,我們知道,地球逐漸降溫時,有一部分水蒸氣水化之後進入到礦物質的晶格之中,等待礦物質也冷卻之後,這些水分子就被鎖進了礦物質晶格之中。
科學家研究發現,礦物質晶格之中的水含量,大約是地球表面總水量的3倍左右。其中含水比較豐富的礦物質中,有一種叫做林伍德石,這種礦物質廣泛分布於地表、巖石圈中。
據統計,在地表200km處,1萬個林伍德石晶格之中,含有20個水分子,而在上下地幔處左右,100個林伍德石晶格之中就含有1.5水分子。
除了水含量之外,現在地球上水的成分和原始液態水也不相同。
原始液態水因為地球剛降溫,地面上殘存著很多火山灰以及火山氣體,因此早期液態水呈弱酸性。但目前,地球上的液態水呈弱鹼性。
外源說
外源說認為,地球上的水是由宇宙中的各大天體撞擊地球而運送來的,由於不是水不是誕生於地球,因此被稱為外源說。
其實,地球不是唯一含有水的星球,而且也不是含水比例最高的星球,僅觀測太陽系內各星球數據,就會發現比地球水含量比例高的星球就有很多。
而地球在45億年的歷史中,遭受過無數次宇宙天體的撞擊,如果撞擊地球的天體中含有大量的水,這就意味著當它們撞擊地球時,無意之中也為地球送來了大量的水。
目前,科學家還真的發現,在地球剛形成之初的4-6億年間,就有大量小行星、彗星以及行星的撞擊,比如:忒亞撞擊地球,這些天體在撞擊地球時,就像是宇宙的水源搬運工一樣,為地球源源不斷地送來水分子。
以上這些,並不是科學家們隨意的猜測,而是有堅實的證據,比如:對不同天體做D/H的比例分析,不同天體間的D/H的比例是不同的,只要一一對應,就可以找到地球上水的來源。
研究發現,在一種名叫做碳質球粒隕石上,它的水分子的D/H的比例和地球液態水是一樣的,而研究發現,這種隕石在太陽系很常見。
也就是說,地球上的水,有可能是小行星送來的。
但是,也有科學家反對,他們認為,可能是地球自帶的液態水成分和隕石水成分一致,沒有證據表明,地球上的液態水全部來源於外星球。
所以,關於地球水的起源,目前存在著第三種假說,也是主流假說。
自源說+外源說
有相當一部分科學家認為,地球水的形成,其實是地球自帶的和外星球送來的共同作用的結果,正是因為如此,地球目前才有大量液態水,生命才得以在地球上誕生。