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地球之水哪里来
来源:世界百科全书 作者: 发布时间:4-12

  在太阳系里, 地球是颗得天独厚的天体, 它离太阳不近也不远; 温度不太高也不太低; 有稠密的大气层和丰富的水资源.据计算, 地球上的水的总量达到145 亿亿吨.它广布於地球的各个角落.江河湖海是它們的故乡; 地下、大气、岩石和矿物中有它們的踪影; 甚至在所有生物体中, 水几乎占有它們组成物质的三分之二.

  水使地球生机盎然, 水使地球生命能繁衍生息, 水带來了人类文明世界进步.当人們放眼宇宙时, 才发现地球与其他行星比较起來, 是那么特殊, 地球是唯一拥有液态水的行星.那么地球之水是从哪里來的呢?

  很多人這么认为, 地球之水与生俱來.

  太阳系形成假說--星云說认为, 地球和太阳系的各大行星, 均起源於一个原始星云--太阳星云.太阳星云的物质由三大类组成: 一类是气物质, 包括氦和氢, 占总重量的98.2%; 另一类是冰物质, 包括水冰、氨、甲烷、氧、碳、氮和氢的化合物, 含量約为1.4%; 再一类是土物质, 主要包括铁、硅、镁、硫等重元素与氧的化合物, 它們的数量在星云中只占0.4%.

  太阳星云起先是非常疏散的.在万有引力的作用下, 大的物质吸引小的物质, 最后在中间形成了太阳, 周围形成行星.在行星演化的漫长过程中, 由於受到中心天体--太阳热力和引力的影响, 气物质、冰物质和土物质的分配是不均匀的.它因距太阳远近不同而不同.地球离开太阳较近, 所以它主要由土物质组成, 也有少量的冰物质和气物质参与.其中参与组成的冰物质就成了地球上水的來源.

  科学家认为, 地球之水除与生俱來的外, 还通过自身的演化而不断地释放.例如在火山活动区和火山喷发时, 都有大量的气体喷出, 其中水蒸汽占75%以上.还有, 地下深处的岩浆中, 也含有水分, 而且深度越大, 含水越多.除此以外, 和地球同宗同祖的陨石, 里面也含有0.5%~5%的细微水分.由此可以证明, 在由土物质组成的地球中参与了一定数量的水.

  然而, 随着人們对火山研究的深入, 有人发现, 火山活动时释放的水, 并不是新生的水, 而是渗入地下的雨水.科学家是通过测定這些水的同位素以后才认识到這一点的.因此這种有根有据的說法无疑对"地球之水与生俱來"的假說是一种挑战.

  为了寻求地球之水的渊源, 有人把眼光投向了宇宙.他們說, 地球之水的主要來源是在地球形成之后, 从宇宙中添加进來的.

  1961 年, 有一位叫托维利的科学家提出了一个令人耳目一新的假說.他說, 地球上的水是太阳风的杰作.

  太阳风顾名思义就是由太阳刮起的风.当然這种风不是流动的空气, 而是一种微粒流或叫作带电质子流.太阳风的平均速度达每秒450 千米, 比地球上的风速高万倍以上呢! 当太阳风向近地空间吹來时, 绝大部分带电粒子流被地磁层阻挡在外, 少量闯进來的高能粒子马上被地磁场捕获, 并囚禁在高空的特定区域内.

  托维利认为, 太阳风为地球作出了有益的贡献, 那就是为地球送來了水.這话该怎样理解呢?

  托维利经过计算指出, 从地球形成到今天, 地球已从太阳风中吸收的氢总量达1.70×1023 克.若把這些氢和地球上的氧结合, 就可产生1.53×1024克的水.這个数字与现在地球上水体的总量145 亿亿吨十分接近.更重要的是, 地球水中的氢和氘含量之比为6700∶1, 這与太阳表面的氢氘比也十分接近.因此, 他认为地球之水是太阳风的杰作.

  但是, 反对這种意见的人提出了质疑: 水虽有可能來自太空, 却也在不断地向太空散逸.這是因为大气中的水蒸汽分子会在阳光的紫外线作用下发生分解, 变成氢原子和氧原子.

  氢原子由於很轻, 极容易摆脱地球的束缚, 飞向星际空间.据计算, 它的逃逸数量与进入地球的数量大致相等.因此, 他們认为, 如果地球之水光靠太空供給, 而自身没有來源的话, 地球不可能维持现有的水量.

  地球上每天都在接纳天外來客--陨石.這些來自太空的不速之客大部分是石陨石和铁陨石, 但也有一些是冰陨石.加入地球"家庭"的冰陨石究竟有多少?它們对地球之水的贡献如何?人們从未注意过, 也許认为它們的数量微乎其微, 无足轻重.

  不久前, 美国依阿华大学的科学家弗兰克提出一个论点.

  原來, 弗兰克在研究人造卫星发回的图像时, 对1981~1986 年以來的数千张地球大气紫外辐射图产生了兴趣.他发现, 在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑.每个小黑斑大約存在2~3 分钟.這些小黑斑是什么?经过多次分析, 否定了其他一些可能之后, 他认为這些黑斑是由一些看不见的由冰块组成的小彗星, 撞入地球外层大气后破裂、融化成水蒸汽造成的.他还估计, 每分钟大約有20 颗平均直径为10 米的這种冰球坠入地球.若每颗可融化成水100 吨, 则每年即可使地球增加10 亿吨水.地球形成至今已有46 亿年历史, 這么算來, 地球总共可以从這种冰球上获得460 亿亿吨水, 是现在地球水体总量的三倍以上.即使扣除了地球历年散失掉的水分, 和在各种地质作用中为矿物和岩石所吸收, 以及参与生物体组成的水之外, 仍然绰绰有余.

  地球之水來自天外冰球的說法, 虽然有一定道理, 但也受到了挑战.一些研究者在对旅行者二号航天器拍摄的大量照片研究之后, 否定了大量冰球飞入地球的看法.因此, 地球之水从哪里來还没有定论.

 
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