水也许是我们在地球上见过的第一丰富的资源,因为四大洋的水总量简直就是天文数字,但水是从哪里来的?是从天上掉下来的么,当然还有从地下冒出来的,好像都对,因为前者是雨水,后者是泉水,两者都是我们常见的水的来源,但事实上这个解释并不能满足我们的好奇心,仍然没有解决水的真正来源问题.
那么水的真正源头在哪里呢?水是与生俱来与地球一起诞生的?还是半路夫妻,后来才遇到的?又或者两者兼有,我们来简单做个分析!
一、与地球一起诞生
1、水的来源一
只要各位留意下,只是会听到各种编号的彗星,比如刚刚过去的8月底达到7等的彗星:322P/SOHO彗星,还有传说10月会达到-2.6等P/2008 Y12,以及12月可能会达到5.2等的289P/Blanpain,这是我们用小型望远镜能观测到的,这些都是传说中的脏雪球!
那么我们可以想象一下,形成太阳系的星云开始坍缩的早期,恒星还没有开始发光,太阳系也没与所谓的雪线,那么地球在形成之初是不是也累积了大量的含有水的彗星物质呢?
2、水的来源二
当然除了早期这些直接含水的脏雪球以外,还有大量的水合矿的形式存在于地下。似乎随着地球个头逐渐增长,这些似乎被封存在地球内部和岩石中的水是怎么跑到地面上来的呢?
3、水是怎么从地下跑到地面的?泉水从地下冒出来?非也!
准确的说是从天上下下来的,是不是很难理解这个过程?这是因为地球从诞生到行星会有一个必须跨越的门槛,也就是它形成之后必须要清理自身所在的轨道,否则它的下场就像冥王一样,成为矮行星。
上图是阿卡塔玛毫米波/亚毫米波阵列对金牛座HL Tauri的连续成像,我们可以从处理后的图像上清晰的看到同心圆结构,这是行星形成的标志,如果在46亿年前有一个超级文明在观测太阳系,那么他们也将看到地球的同心圆。
这同心圆结构很美,但为了清理自身的轨道,地球付出的代价难以想象的,数十万年的陨石雨,可能甚至更久,一直被撞击,地表一片火海,到处都是地壳破裂涌出的岩浆。
而此时被封锁在地球内部的水以及水合矿物,在这个极致的高温下,受热与矿物分离成了水蒸气,进入了地球的大气层。等地球这颗行星慢慢清理完自身的轨道,撞击逐渐减少,表面也慢慢冷却,最终这些飘在天上的水蒸气凝结成雨,落下来形成了海洋,从这个观点来看,早期的海洋可能是淡水哦......
其实从现代火山喷发中大量水蒸气比例(75%以上)也能为此佐证,地下热泉被认为是海水进入地热循环,但大多数火山喷发却和这个循环没有多大关系,因此地球形成之初就饱含了大量水的说法是的支持度比较高。
二、来自太阳?
水怎么可能来自太阳呢?是不是太能扯了!还真不是,因为每地球每天都在遭受“太阳风”的轰击,而太阳风中的带电质子进入地球后和氧结合形成了水,质子为什么能和氧结合呢?其实一个质子+一个电子的就是氢,和氧结合就是水。为此好事的科学家还计算过,从地球形成到现在从太阳风中得到的质子总量约为1.7×10^17吨,与地球上的氧结合后形成水是1.53×10^18吨,和当前地球上的水总量1.66×10^18吨相差无几。
不过这有一个问题,不知道科学家有没考虑地球磁场对太阳风的偏转作用,绝大部分高能带电粒子会被地球磁场偏转而远离地球。
三、彗星助力?
每年都有大量的彗星物质进入地球,而这其中就包含了大量的水资源,1997年5月,美国依阿华大学物理学家路易斯·弗兰克博士,发现“波拉”号卫星拍摄的照片中有些奇怪的斑点,经过研究发现这是彗星进入大气层后受到高温分解成的水蒸气团!
据测算每隔1-2万年,地球从这些彗星获得的水量可以让海平面上升2.54cm。这是个不小的数字,因为地球存在已经超过40多亿年了,累积目测能超过5000-10000米,看起来这个思路是对的,但总量似乎有些偏多了。
四、木星助力说
这个理论是水来自彗星的增强版,2005年时法国尼斯天文台4位天文学家发表了3篇系列论文,提出了一个模型,这就是尼斯模型。它说的是什么呢?太阳系行星轨道的引力共振模型,大意是太阳系内的行星都在互相牵制的引力下围绕太阳公转。
他们认为木星开始形成时并没有在当前的轨道上,而是比现在要更远一些,但由于引力共振的关系它逐渐迁移到了现在的稳定轨道。这木星总质量高达所有行星质量总和的2.5倍以上,这一发牵动整个太阳系,导致了柯伊伯带的大量小行星和彗星前往内行星轨道,其中彗星就给地球带来了大量的水资源。
到现在为止也没有哪种理论占有绝对优势,或者原本就是这几种来源的综合,但这都不重要,因为现在地球上的水已经诞生了生命,而且在正向更高级的文明发展。