地球上的水是哪來的?用了46億年,水有沒有變少?

科學信仰 2024-05-04 08:30:10

水是生命之源,地球正是因爲擁有豐富的液態水資源,才能夠成爲一顆生機盎然的星球。

那麽地球上的水是哪來的呢?關于地球上液態水的由來有兩種主流的說法,一種觀點是“水源自地球說”,這種觀點認爲地球上的水是與生俱來的,而且還能夠自行生産。地球是由太空中的星雲物質凝聚而成的,這些星雲物質之中包含了各種元素,而這些元素在早期地球的高溫高壓作用之下便生成了水。不過那個時期的地球是十分熾熱的,所以水並非以液態的形式存在,而是以水蒸氣的形式飄浮在空中。

後來隨著地球逐漸冷卻,水蒸氣開始凝結成雨,降落地面,這一過程持續的時間很長,最終,大量的液態水降落地表,彙聚成了海洋。

支持“水源自地球說”的人不僅認爲地球上的水是與生俱來的,而且相比地表,地下的水資源更加豐富,不過這裏所說的地下並不是指地下水,而是地幔水。科學家研究發現,在地球的岩石之中存在著大量被鎖定的氫原子,這些氫原子多存在于岩石的空隙和晶體之中,這也就意味著在地球內部、地幔之中也可能存在著大量的氫原子。

科學家通過模擬實驗發現,在地幔高溫高壓的環境之下,氫原子可以同石英反應生成水,所以理論上地幔水資源量可能是地表的1至10倍。

在地球形成早期,很可能有大量的地幔水隨著火山噴發被釋放到了地表,這些地幔水成爲了地表水資源的重要組成部分。另一種說法是“水源自太空說”,這種觀點認爲地球上的水主要來自于太空中富水的小行星及彗星。彗星是由冰和塵埃所組成的宇宙天體,當它們受到地球的引力影響而墜落其中會給地球帶來大量的水。

在地球形成早期,地球周圍還存在著大量的其它天體,這些小型天體經常會墜入地球,于是也就給地球帶來了大量的水資源。

無論是“水源自地球說”還是“水源自太空說”,目前都沒有足夠充分的證據,所以都還只能算是一種假說。時至今日,地球已經存在超過46億年了,地球上的水是否有所減少呢?在地球形成初期,由于大氣層較薄,的確有一部分水分子散逸到了太空之中,但隨著後來地球大氣系統的逐漸完善和水循環的建立,地球水資源便沒有再流失。

地球上的水大多彙聚于海洋,而海水通過蒸發作用形成雲層,雲飄到陸地成爲降水,最後降水又通過地表徑流和地下徑流重歸海洋。

雖然人們生産生活會消耗大量的水,但在自然界的水循環機制之下,水資源總量是基本保持不變的。科學家也通過計算證實了地球上的總水量相較于40億年之前應該並沒有減少。雖說總水量沒有減少,但水資源的分布卻出現了較大的變化。

2021年地質學家在格陵蘭島西部地層中發現了一塊蛇紋石,它是在海底岩石與高溫海水的反複作用下形成的,通過放射性測年法分析,它大概形成于40億年之前。

蛇紋石的形成需要海水的參與,所以過程中會吸收大量海水,于是海水中稀有的氘元素便會被保留其中,所以科學家只需要通過對比現今海水中的氘含量,就可以推算出40億年前的海洋規模,結果顯示這塊蛇紋石中的氘含量與現代海水中的比例存在明顯差異,通過模型計算,最終確認地球曆史上的海水總量大概減少了約四分之一,而這些減少的海水現在正以其它形式存在于地球之上。

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