地球剛形成時就有水嗎?水究竟來自哪裡?海洋又是怎麼形成的呢?

2021-01-13 鍾銘聊科學

科學家在尋找地外宜居星球時,總是把該星球是否具有液態水作為重要的指標,這是因為地球上絕大多數生物都必須要依靠水才能存活。

但是問題也隨之而來,既然水這麼重要,那麼現如今地球上所有的水都是怎麼來的呢?海洋又是怎麼形成的呢?

目前關於水是怎麼來的有兩種假說,一種認為水是地球自帶的,被稱為:自源說;另一種認為水是小行星撞擊地球時送來的,被稱為外源說。

自源說

自源說認為,地球上的水在地球形成時就已經存在了。我們知道,地球形成於大約45.5億年前,在當時,太陽系內沒有任何一個星球,而是一片直徑長約2光年的星雲物質。我們知道,星雲物質是恆星的搖籃,當這些星雲物質引力坍塌之後,就會逐漸凝聚在一起,形成一個小星球,在宇宙中,引力會不斷將周圍的星雲物質拉向小星球,導致該星球質量越來越大,內部溫度也越來越高,最終引發星球內部核聚變反應,這就是太陽。

而形成太陽的邊角碎料,以同樣的方式形成了太陽系內的其他星球,包括地球。之所以地球沒有成為恆星,是因為地球質量不夠大,無法引發地球內部的核聚變反應。

我們知道,水是由氫和氧組成的,其中氫在宇宙中非常常見,而氧卻極為罕見,但是在地球上氧元素的含量非常豐富。這意味著在地球形成的過程中,水就已經存在了,只不過在地球剛形成時,地球溫度非常高,導致水無法以液態的方式停留在地球表面,而是蒸發到了大氣層中,由於引力的存在它們沒有跑太遠;還有一部分水以氫離子與羥基等形式和星雲物質發生水化作用,被鎖進了礦物質的晶格之中。科學家們發現,在地幔層中的巖石晶格中有許多水,甚至比地球表面的液態水還要多。

其中蒸發到大氣層中水,在地球逐漸降溫之後,這些水蒸氣才凝結成雨降落在地球表面,並持續了下了一場持續上百萬年甚至千萬年的大雨,形成了原始海洋。

外源說

除了地球自帶的水之外,科學家們還認為地球上的水有一部分是小行星撞擊而來的。

在地球剛剛形成的3億年裡,地球軌道上仍舊有許多小行星等沒有清理乾淨,這些小行星質量較小,在受到地球引力的吸引時,會被拽入到地球,最終降落到地球表面。

根據科學家們的研究我們知道,在太陽系中有許多星球都存在著水,甚至有許多星球含有液態水,早期的小行星中一定也含有大量的水。

這些小行星持續不斷的撞擊,為地球源源不斷地運來了大量的水。科學家們通過研究水的同位素研究證明了這一點。

現如今,主流科學家認為,地球上的水可能是由地球自帶的水以及小行星撞擊送來的水共同構成,這些水在溫度適宜的條件下,以液態的形式存在在地球表面,形成了原始海洋。

海洋的由來

儘管海洋早在地球形成早期就出現了,但是海洋的成分,以及面積大小並不是固定不變的。

在不同的時期,海洋的成分也會有所變化,這是因為海洋中的水會被蒸發到大氣層中,而大氣層中的水蒸氣又會凝結成雨,降落到地球表面。雨水不斷地衝擊著地球表面,會帶走地球表面的礦物質,使其匯入到海洋之中,所以海洋的成分也在不斷發生變化。

而且,在特殊時期,海洋環境還會變得非常惡劣,比如:大規模火山噴發時期,不僅會導致大量二氧化碳被釋放到大氣層中,還會使得酸性物質比如二氧化硫釋放到大氣層中,二氧化硫會溶於水中,形成酸雨降落到地表,而酸雨又會匯入到海洋,最終使得海洋酸化,大量生物滅絕。

好在地球也有調節機制,這些酸性物質也會和海洋其他物質發生反應,使得海洋中的酸性物質減少。

再加上地球板塊從未停止運動,導致海洋的面積、大小和形狀等都會隨著時間的改變而改變。也就是說,雖然形成海洋的水是地球自帶的以及小行星撞擊時運來的,但經過40多億年的演化,海洋裡的成分已經和原始海洋成分發生了翻天覆地的變化。

相關焦點

  • 地球上的水是從哪裡來的?海洋又是怎麼形成的?
    現在,地球上,海洋的總面積佔整個地球總面積的71%,可以說,地球就是個藍色水球。那你有沒有好奇過,地球上為什麼會有這麼四大洋?海洋是怎麼在地球上形成的?要解決這個問題,首先我們要知道水是從哪來。水從哪裡來關於這點,眾說紛紜,追蹤地球水的確切來源異常複雜,科學界普遍認同的說法是星雲說,這要從46億年前說起,那時,太陽系剛剛誕生不久,太陽系中漂浮著大量的氣體和塵埃雲,在雲內,氧原子和氫原子四處擴散,氧和氫當時是宇宙中最豐富原子,在幾百萬年的時間裡,這些高反應性原子結合在一起,形成水。這個化學式大家可能學過,兩個氫和一個氧可以形成一個水分子。
  • 地球上的水都是從哪裡來的?又如何形成的海洋?科學家也解釋不清
    水一直被譽為生命之源,地球上的生命之所以可以繁衍生息,除了氧氣大氣層必要的食物之外,水資源更是不可或缺的。地球上的第一顆大物質分子就是從海洋中孕育的。可見水的重要性了。只是地球在誕生之初的時候,其實是沒有液態水資源的,更何況汪洋的海洋呢?那水是如何形成的?若是人類掌控了水的形成原理,人類是不是就具備將任何一顆沒有水的星球改造成有水的星球呢?
  • 地球上的水都是從哪裡來的?又如何形成的海洋?科學家也解釋不清
    水一直被譽為生命之源,地球上的生命之所以可以繁衍生息,除了氧氣大氣層必要的食物之外,水資源更是不可或缺的。地球上的第一顆大物質分子就是從海洋中孕育的。可見水的重要性了。只是地球在誕生之初的時候,其實是沒有液態水資源的,更何況汪洋的海洋呢?那水是如何形成的?
  • 地球上的水究竟是從哪裡來的?
    水是生命之源,從生物進化的角度上來講,生命起源於大海,然後一步一步進化成了現在豐富多彩的世界,沒有水就沒有現在的世界,就沒有人類!那麼,地球上的水究竟是從哪裡來的呢?水來自於火山噴發?有科學家認為,雖然地球形成時地表沒有水,但還是有大量的水潛藏在地底深處,火山噴發的同時以水蒸氣的形態將地底的水由火山口傳送至地表。經過長年累月的積累,逐漸形成了最原始的地球生態,然後慢慢孕育了生命。
  • 海洋中的水來自於哪裡,為什麼海水這麼鹹?
    原始海洋是怎麼形成的?  現如今,地球70%的陸地面積屬於海洋,然而在地球剛形成之初,地球的溫度還很高,地面呈現出的並不是海洋陸地,而是巖漿。就這樣,隨著地球溫度的不斷降低,地球表面溫度也降低到沸點之下,此時大氣中的水分子可以凝結成水,以降雨的形式落在地球表面,這場雨持續了上百萬年,甚至上千萬年,在這一段時間裡,雨水不斷匯聚在地球的低洼之處,形成原始海洋。
  • 地球上的水來自哪裡?科學家們推測來自M78星雲——奧特星雲
    你知道地球上的生命之源——水來自哪裡嗎?你是否想過佔地球上面積四分之三的水來自哪裡呢?科學家推測這些水可能來自M78星雲——奧特星雲的彗星。沒錯,就是我們經常聽到的M78星雲。讓我們一起來了解一下。
  • 地球上的水來自哪裡?科學家們推測來自M78星雲——奧特星雲
    你知道地球上的生命之源——水來自哪裡嗎?你是否想過佔地球上面積四分之三的水來自哪裡呢?科學家推測這些水可能來自M78星雲——奧特星雲的彗星。沒錯,就是我們經常聽到的M78星雲。讓我們一起來了解一下。不過除此之外,來自太陽系邊緣的彗星還能夠告訴我們關於地球的信息,這是因為彗星可能是地球上海洋形成的原因。
  • 地球的水來自哪裡?
    當跨過星際空間來到河外星系時,搜尋水變得難能可貴,在地球上水是生命進化的關鍵。然而,在其他宇宙空間想要尋找到水的蹤跡,似乎很渺茫。多年來,科學家們致力於研究暴露在白矮星環境下的行星的組成。氫和氦元素相對教輕,聚集在恆星表面,一些重元素隱藏在恆星內部。除了氫和氦以外,被檢測到的元素都必定來自其他吸收的行星碎片。由於這個發現,天文學家更能了解這些白矮星的內部結構,相較於地球。
  • 未解之謎:海洋是怎樣形成的?海水究竟從哪裡來?
    在地球這個充滿魅力的藍色星球上,海水佔了地球表面積的70.8%。我們都知道地球上的生命離不開水,那麼如此豐富的水資源是從哪裡來的?按照宇宙大爆炸理論,地球形成之初是一片荒涼景象,那麼覆蓋地球大部分的海洋又是如何誕生的?海水究竟從哪裡來?
  • 未解之謎:海洋是怎樣形成的?海水究竟從哪裡來?
    在地球這個充滿魅力的藍色星球上,海水佔了地球表面積的70.8%。我們都知道地球上的生命離不開水,那麼如此豐富的水資源是從哪裡來的?按照宇宙大爆炸理論,地球形成之初是一片荒涼景象,那麼覆蓋地球大部分的海洋又是如何誕生的?海水究竟從哪裡來?
  • 你知道嗎?我們海洋的水來自哪裡?有2種理論給出了答案
    我們知道,水是一種非常簡單的化合物。它是由兩個氫原子和一個氧原子組成的分子,藉助化學鍵連接在一起的。氫幾乎和宇宙本身一樣古老,它仍然是宇宙中最豐富的元素。數十億年前,當這兩種化學元素結合在一起時,它們就像冰晶一樣形成於塵埃雲中。有一種理論認為,這些塵埃雲是地球剛形成時的一部分。
  • 地球上的水是從哪裡來的呢?
    更重要的是,早期的地球還沒有大氣層,使得液態水更容易被吹到太空中去。這給我們留下了一些困惑。如果地球不可能從這個圓盤上形成完整的海洋,那麼它們是如何形成的呢?小行星和彗星都造訪過地球,而且已知它們都有冰。事實上,小行星和彗星含有足以產生相當於地球海洋水量的冰。所以,問題就解決了嗎?不完全是。是彗星還是小行星給地球帶來了水?它是一個單一的事件,還是許多?是多久以前的事?
  • 水是生命之源,沒有水就沒有生命,地球上的水來自哪裡
    地球上的水是生命之源,沒有水就沒有生命。如果沒有生命,宇宙將會處於一片寂靜荒涼之中。是地球上水的起源一直是一個謎,我們這個石頭球並不是一開始就被豐富的水資源環繞著。那麼這些水到底是從哪裡來呢?地球上的水本身就是一個未解之謎,從古到今有很多科學家都探討這個問題,但是科學家一直沒有確認水的起源。水的來源,一直到現在都是一個謎,但是現在關於水的起源科學家有三個觀點。
  • 地球上的水來自於哪裡?
    我們的地球是目前已知眾多行星中唯一存在液態水的星球。地球表面70.8%的面積被水所覆蓋,表面上地球是一個蔚藍色的大水球。水以液態、固態和氣態三種形式存在於地球,大多數水存在海洋裏海水佔全球水量的97.5%主要分布於四大洋中。陸地淡水僅佔全球總水量的2.5%左右,其中70%是固態冰川。
  • 地球的水是從哪裡來的?來自地球內部?來自彗星?據說還來自太陽
    那麼水的真正源頭在哪裡呢?水是與生俱來與地球一起誕生的?還是半路夫妻,後來才遇到的?又或者兩者兼有,我們來簡單做個分析!2、水的來源二當然除了早期這些直接含水的髒雪球以外,還有大量的水合礦的形式存在於地下。似乎隨著地球個頭逐漸增長,這些似乎被封存在地球內部和巖石中的水是怎麼跑到地面上來的呢?
  • 只有地球有水嗎?水從哪裡來?科學家的解釋令人讓人恍然大悟
    從太空中看,地球就是一顆藍色的星球,地球表面71%的面積都被海洋覆蓋,而且自從人類在上世紀探索太空,到目前為止,地球是人類發現的唯一一個星球表面有液態水存在的星球。除了木星的幾個衛星存在水之外,在太陽系中的天王星,海王星上面人類也發現了大量的冰的存在,不少科學家們推測這些行星甚至可能有液態海洋的存在。也可能存在地下海洋,這裡星球的含水量都要比地球多很多,就一個小小的木衛二上面的水資源都要遠比地球上的水多。
  • 地球上的水是從哪裡來的?
    水對於地球生命而言是非常重要的因素,如果地球上不存在水,那麼生物根本無法在地球上出現。所以我們在尋找外星文明時,會把是否有液態水當做一個重要的因素去考核。既然水對於地球生命這麼重要,我們今天就好好聊一聊,地球上的水究竟是怎麼來的。地球上的水是怎麼來的?其實地球上的水,早在地球形成之初就存在了。
  • 地球上大量的水是如何形成的?科學家:或是來自於數億公裡之外
    地球上大量的水是如何形成的?科學家:或是來自於數億公裡之外現在隨著科技的快速發展,人類也把探索的目光放在了賴以生存的地球之上。大家都知道,地球之上大部分面積都是水,在地球,也正是因為有了水才有了現如今的生態系統,人類也才能誕生。
  • 地球表面大部分都是液態水,如此多的水到底來自哪裡?
    再反觀太陽系其他和地球一樣的巖質星球,水星,金星,火星表面上卻沒有一滴水,那麼地球上如此之多的水是從哪裡來的呢?,那個時候,地球上其實就已經有水了。所以在地球開始形成時,上面就有一部分的水,但是在地球特別熱的時候,表面大都是熔巖的時候,水在地球上只能以水蒸氣的狀態存在於空氣中,而且這些水蒸氣很容易逃逸到太空中,所以地球開始形成時水是很少的。
  • 地球表面上的水究竟來自哪裡?看完答案解開了多年的疑惑了
    地球作為我們人類生活的家園,我們人類也是做出了很多研究探索,地球也是承擔了很多方面的壓力,而地球是有壽命的,總會有不堪重負的那一天。畢竟,現在的問題是越來越多了,水資源也很短缺。