星云@为什么地球上会有这么多水,这些水从哪里来的?


星云@为什么地球上会有这么多水,这些水从哪里来的?
文章图片
星云@为什么地球上会有这么多水,这些水从哪里来的?
文章图片
星云@为什么地球上会有这么多水,这些水从哪里来的?
文章图片
星云@为什么地球上会有这么多水,这些水从哪里来的?
文章图片
水对于地球生命而言是非常重要的因素 , 如果地球上不存在水 , 那么生物根本无法在地球上出现 。 所以我们在寻找外星文明时 , 会把是否有液态水当作一个重要的因素去考核 。
既然水对于地球生命这么重要 , 我们今天就好好聊一聊 , 地球上的水究竟是怎么来的 。
地球上的水
其实地球上的水 , 早在地球形成之初就存在了 。
大约在45亿年前 , 在现在的太阳附近有一片2光年的星云物质 , 星云物质是恒星的摇篮 , 哈勃望远镜曾经拍摄过一组照片“创世之柱” , 这些物质就是星云物质 。
研究表明 , 这些奇怪的幸运就是孕育恒星的地方 , 由于星云的物质分布不均 , 会导致引力坍塌 , 最终凝聚成一颗有一颗的恒星 。
太阳也是这样形成的 , 但是在形成太阳的过程中 , 还有一些边角碎料 , 这些物质形成了太阳系的其他星球 , 地球就是这样来的 。
我们知道 , 组成水的元素是氢和氧 , 这两种元素在地球上非常常见 , 但是在地球刚刚形成时 , 温度非常高 , 以至于水无法以液态的形式存在在地面上 , 而是以氢离子与羟基的形式存在 。
后来 , 地球温度逐渐降低 , 其中一部分水在冷却过程中 , 被锁进了矿物质晶格之中 , 比如:尖晶橄榄石的晶格之中就含有大量的水 。 只是这些水并不是以液态的形式存在 。
还有一些水 , 在地球逐渐冷却过程中 , 从水蒸气凝结成雨降落到地面上 , 而这场雨持续了差不多几百万甚至上千万年的时间 。
这种理论就是自源说 , 意思是地球上的水是地球自己产生的 。
宇宙的送水工
和自源说相反的是外源说 , 意思是地球上的水是地球外部送来的 。
虽然在我们的认识里 , 地球是唯一有液态水的星球 , 但你知道吗?太阳系内的其他星球也有水 , 而且从水的含量上看 , 地球上的水含量并不是最高的 。
之所以我们很少见到其他星球上有水 , 是因为水要么因星球温度过高而汽化了 , 要么因星球温度过高而形成冰盖 。
比如:木卫二虽然也有大量液态水 , 但由于木卫二表面温度过低 , 导致木卫二的表面是由厚厚的冰盖组成 , 但冰盖之下却存在着液态水 。
金星上虽然也含有水 , 但金星温度高达400-500摄氏度 , 水无法以液态的形式存在 。
除此之外 , 彗星、小行星等星球也存在着大量的水 。 在地球刚刚形成之初时 , 地球曾经遭受过大量的小行星以及陨石撞击 , 这些天体的撞击就像是宇宙的送水工一样 , 源源不断地为地球送来了大量的水 。
外源说的证据就是水的成分 。 虽然水都是由氢和氧构成的 , 但是氢有同位素 , 其中原子核内只有一个质子的叫做氕;原子核有一个质子以及一个中子的叫做氘 , 由氘组成的水也叫做重水 。 还有一种是由1个质子以及两个中子组成 , 叫做氚 。
根据氢的同位素 , 我们可以分析一下地球海洋中的水以及陨石、小行星上水的D/H比例 , 就可以地球上的水究竟来自于哪里 。
分析结果发现 , 碳质球粒陨石中水的D/H比例和地球上的D/H比例一样 。 但也有科学家认为 , 这个研究并不能证明地球上的水起源于宇宙 , 因为水的D/H比例可以通过大自然调和 , 所以他们更倾向于认为地球上的水起源于地球本身 。


推荐阅读