站在海边眺望,无垠的蔚蓝海面与天际相接,海浪日复一日地拍打海岸;潜入深海,漆黑的水下世界藏着数不尽的生命奇观。
地球表面约 71% 被海水覆盖,总水量高达 13.86 亿立方千米,若将这些水均匀铺在地球表面,能形成一层近 3000 米厚的 “水膜”。这海量的海水,是生命诞生的摇篮 —— 正是原始海洋中的化学反应,孕育出了最早的单细胞生物,最终演化出如今丰富多彩的地球生命。
可一个关键问题始终困扰着科学家:这么多水,究竟是地球 “与生俱来” 的,还是后来从宇宙中 “搬运” 来的?
要解答这个问题,得先回到 46 亿年前地球诞生的初期。
那时的太阳系刚从原始星云(由气体和尘埃组成)中形成,地球作为一颗 “新生行星”,正经历着剧烈的 “撞击时代”—— 无数小行星、彗星像 “炮弹” 一样撞击地球表面,引发频繁的火山喷发,地表被炽热的岩浆覆盖,温度高达数千摄氏度。
在这样的极端环境下,液态水根本无法稳定存在,即使有水分,也会瞬间蒸发成水蒸气,逸散到宇宙空间中。这意味着,地球诞生时可能是一颗 “干渴” 的行星,如今的海水,大概率是在地球冷却后,通过某种方式逐渐积累起来的。
关于海水的来源,科学界最主流的假说之一是 “彗星撞击说”。彗星被称为 “脏雪球”,其核心由冰和岩石组成,含水量极高 —— 一颗直径 10 公里的彗星,所含的水量可能相当于地球上的一个大型湖泊。在太阳系形成初期,大量彗星在引力作用下朝着内太阳系运动,其中一部分不可避免地撞击了地球。
当彗星撞击原始地球时,虽然撞击产生的高温会让部分冰蒸发,但地球逐渐冷却的地表和引力,会将蒸发的水蒸气留在大气层中。随着时间推移,大气层中的水蒸气不断凝结,形成降雨落到地面,汇聚成原始海洋。
为了验证这个假说,科学家们对彗星样本进行了深入研究。
2014 年,欧洲空间局的 “罗塞塔” 探测器成功登陆 67P 彗星,并采集了彗星表面的冰物质样本。检测发现,这颗彗星上水分子的同位素(氢的同位素氘)比例,与地球海水中的氘比例存在明显差异 —— 彗星上的氘含量远高于地球海水。
这一发现让 “彗星撞击说” 遇到了挑战,因为如果海水主要来自彗星,两者的同位素比例理应更接近。不过,也有科学家认为,可能只是 67P 彗星不具有代表性,太阳系中或许存在其他氘比例与地球海水匹配的彗星,只是尚未被探测到。
除了彗星,“小行星输送说” 也得到了不少科学家的支持。与彗星相比,小行星的含水量看似更低,但太阳系中小行星的数量远多于彗星,且许多小行星(尤其是位于火星和木星之间的 “碳质球粒陨石”)内部含有大量水合矿物 —— 即水分子与矿物质结合形成的化合物。在地球形成初期,大量携带水合矿物的小行星撞击地球,撞击产生的高温会让水合矿物分解,释放出水分。这些水分在地球表面冷却后,逐渐汇聚成海洋。
2020 年,日本隼鸟 2 号探测器从龙宫小行星上采集了样本,研究人员在样本中发现了水合矿物,且这些矿物中水分子的氘比例,与地球海水中的氘比例非常接近。这一发现为 “小行星输送说” 提供了有力证据。此外,科学家通过模拟地球形成过程发现,地球内部的地幔中可能储存着大量水分 —— 这些水分正是来自早期撞击地球的小行星,它们在地球内部的地质活动中,会通过火山喷发等方式逐渐释放到地表,补充海洋水量。
除了 “外部输送” 的假说,还有一种观点认为,海水可能来自 “地球内部自身释放”。
地球形成时,原始星云的气体和尘埃中本身就含有水分,这些水分在地球内部的高压高温环境下,以化学键的形式存在于岩石和矿物中。
随着地球的冷却,内部的地质活动(如板块运动、火山喷发)会不断将这些水分释放到地表。比如,火山喷发时,除了喷出岩浆,还会释放大量水蒸气,这些水蒸气进入大气层后,通过降雨落到地面,成为海水的重要来源。
为了验证这个观点,科学家对地球内部的地幔岩进行了实验。
他们模拟地幔深处的高温高压环境,发现地幔岩中确实能储存大量水分 —— 即使是看似干燥的橄榄石,在高温高压下也能吸附水分。据估算,地球地幔中储存的水分总量,可能是当前地球海洋总水量的数倍。这意味着,地球内部本身就拥有形成海洋的 “水源储备”,而外部小行星和彗星的撞击,可能只是加速了海水的积累过程,或是补充了部分水分。
如今,科学界普遍认为,地球海水的来源并非单一因素,而是 “内部释放” 与 “外部输送” 共同作用的结果:地球内部的原始水分,通过地质活动逐渐释放到地表,形成了最初的小规模水体;而小行星和彗星的撞击,为地球带来了大量额外水分,让这些小规模水体逐渐扩大,最终形成了覆盖地球表面 70% 的广阔海洋。不过,关于 “内部释放” 和 “外部输送” 各自贡献的比例,以及具体哪些天体(彗星或小行星)是主要 “输水者”,科学家们仍在进一步研究中。
探索海水的来源,不仅能帮助我们了解地球的演化历史,还能为寻找地外生命提供重要线索 —— 毕竟,水是生命存在的重要条件之一。如果我们能明确地球海水的起源,或许就能在太阳系其他行星(如火星)或卫星(如木卫二、土卫二)上,更有针对性地寻找可能存在的水源,进而探索是否存在地外生命。未来,随着更多深空探测任务的实施和探测技术的进步,关于地球海水来源的谜题,终将被彻底揭开。
查询配资平台提示:文章来自网络,不代表本站观点。