地球之水哪里来－自然之谜

太阳系形成假说－－星云说认为,地球和太阳系的各大行星,均起源于一个原始星云－－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,它们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,由于受到中心天体－－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来源。

科学家认为,地球之水除与生俱来的外,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,随着人们对火山研究的深入,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．科学家是通过测定这些水的同位素以后才认识到这一点的．因此这种有根有据的说法无疑对＂地球之水与生俱来＂的假说是一种挑战。

为了寻求地球之水的渊源,有人把眼光投向了宇宙．他们说,地球之水的主要来源是在地球形成之后,从宇宙中添加进来的。

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说．他说,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．当然这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来时,绝大部分带电粒子流被地磁层阻挡在外,少量闯进来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,那就是为地球送来了水．这话该怎样理解呢？

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．若把这些氢和地球上的氧结合,就可产生1.53×1024克的水．这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,这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,反对这种意见的人提出了质疑: 水虽有可能来自太空,却也在不断地向太空散逸．这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。

氢原子由于很轻,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,他们认为,如果地球之水光靠太空供給,而自身没有来源的话,地球不可能维持现有的水量。

地球上每天都在接纳天外来客－－陨石．这些来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？它们对地球之水的贡献如何？人们从未注意过,也許认为它们的数量微乎其微,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。

原来,弗兰克在研究人造卫星发回的图像时,对1981～1986 年以来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．这些小黑斑是什么？经过多次分析,否定了其他一些可能之后,他认为这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 米的这种冰球坠入地球．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,这么算来,地球总共可以从这种冰球上获得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。

地球之水来自天外冰球的说法,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,地球之水从哪里来还没有定论。

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