地球:我不製造水。
小行星、彗星:我們只做水的搬運工。
水與生命息息相關。
諺語:人可三日無餐,不可一日無水。(生存)
詩云:好雨知時節,當春乃發生。隨風潛入夜,潤物細無聲。(繁衍、哺育萬物)
在科學家的眼裡,水是生命的先決條件,因此我們不斷地在宇宙中尋找「水」星。
那地球上的水是從哪裡來的呢?從遠處看過來,地球就像圓形的藍色大理石,表面70%由藍色所佔據,非常顯眼、特殊,但至今科學家都沒有完全弄清楚這麼多水是怎麼來的。
圖:雪球地球事件
現今,我們不斷對系內的行星進行探索,發現儘管在數十億年前,火星、金星、水星都存在過水,但早已蒸發殆盡,而離太陽較遠的行星則為冰封世界,地球是唯一一個始終存在液態水的星球,哪怕發生過表面完全冰封,冰面深處也暗流湧動,孕育著勃勃生機。
水化學式,H2O,由氫與氧原子組成。氫是序數最低的元素,也是宇宙最簡單、最豐富的元素,它在宇宙最早期形成,氧則是恆星核聚變後的產物。當恆星死亡,發生超新星爆炸就會把氧拋灑到宇宙之中。
46億年前,恆星已經經過了幾代的更替,產生了足夠多的氧,如今氧元素含量在宇宙中位居第三,僅次於氫與氦。在宇宙誕生之後的前92億年歲月裡,大量氫與氧結合在一起形成了水分子,但寒冷使它們大多以冰晶的形式存在於塵埃雲之中。
自源說
最早,科學家對於地球上的水並不是太過在意,因為地球形成時,塵埃雲是重要的組成部分。不過,隨著人類對恆星與行星的認識,自源說就難以自圓其說了。
在宇宙中,漂浮著大量氣體、塵埃雲,當受到外界幹擾(如超新星爆發波及)會打破平衡的狀態,出現密度起伏,高密度區由於引力更強會形成漩渦,吞噬這片星際雲。
隨著物質不斷聚集,內部壓力與溫度不斷升高,當核心的原子再也承受不住時,原子核與原子核就會「合併」(核聚變),釋放大量能量,引起連鎖反應,被點燃後的星球稱之為恆星。
圖:2020年,智利超大望遠鏡拍攝到Aurigae星系的形成,恆星在圖像的中心,被擋住了,周圍行星開始形成。
在外圍高速旋轉的一些剩餘塵埃與氣體會相互碰撞、聚集形成了行星,行星的形成也並非一蹴而就。
地球雛形出現之後,會不斷受到軌道上隕石、小行星的碰撞,動能不斷轉化成熱能,而內部的物質也由於引力作用,不斷擠壓,於是地球表面如同巖漿海洋。
水會在「煉獄」之中升騰,大氣尚未形成,太陽風會吹走水汽,換句話說:地球早期的水都被帶走了。太空中大量的氫氧化物預示著這一點。
那麼水有可能是後期地球上創造的嗎?地球可以創造出部分水,但同時也在分解大量水,它們之間幾乎可以相互抵消掉。即使有一定的增量,也不足以說明地球上如何產生3.26億立方英裡的水。數字看起來似乎很大,但相對於地球,水也沒有想像中的那麼多,只是它被平鋪在了表面。
上面顯示的是:乾燥的地球、地球中水量、地球的淡水量(右邊幾乎看不清的點是淡水)。
與太陽系中水多的星系相比,地球上的水含量少得可憐。
由此,我們得到一個結論:金星、水星、火星的水都沒了,早期地球的水也都被太陽風帶走了,地球現在就這點水,極有可能是別處「搬來」的。
外源說
一開始主流理論認為水來自於彗星。彗星其實是個冰球,長期徘徊在冰冷的星系外圍,水得以冷凍保存。
星系早期彗星較多,地球表面逐漸冷卻後,隔三差五會有彗星撞擊,帶來大量水與物質。不過,通過對彗星觀測發現彗星的水所含重水(水分子中多了一個中子)的比例是地球海洋中的重水比例的兩倍,於是科學家認為除了彗星之外,還有主要供應者送來了其餘大部分水,它們很有可能是小行星。
在火星與木星之間有個小行星帶,早期這裡就像一個充足的彈藥庫,木星體格較大,在早期成長過程期中,隨著質量變化,軌道與引力也會發生變化,於是身邊的「彈藥庫」受到擾動很容易被點燃,早期系內的行星就經常挨「轟」。
經過分析發現小行星的巖石中含有大量水,巖石落在地球上後,會在地球表面形成液體層)但還存一個問題,如何留住水。
早期稀薄大氣層與磁場
此時,表殼雖然冷卻,但內部活動劇烈,火山不斷噴發,形成了大量塵埃與氣體,氮氣就是來源於此,它們與氫氣等其他氣體最先形成了大氣。此刻,離35億年前藍藻出現進行光合作用還有10億年之多,因此氧氣尚未出現。不過,稀薄大氣可以一定程度上防止水分的散失。
37億年前,地球內部「鐵核」穩固,磁場形成,從而地球開始不懼太陽風的威脅,有了穩固的大氣之後不久,生命在海底誕生。
太陽系並不缺少水,木衛二,歐羅巴的液態水是地球的2~3倍,大量木衛、土衛,甚至是寒冷死寂的冥王星的冰面下面都很有可能存在液態水,我們並不清楚是否有生命存在,但基於對水、行星、恆星的演化了解,或許將來這些水球都可能成為人類的新家。
文章來源:百度知道日報