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水是生命之源,地球正是因为拥有丰富的液态水资源,才能够成为一颗生机盎然的星球。
那么地球上的水是哪来的呢?关于地球上液态水的由来有两种主流的说法,一种观点是“水源自地球说”,这种观点认为地球上的水是与生俱来的,而且还能够自行生产。地球是由太空中的星云物质凝聚而成的,这些星云物质之中包含了各种元素,而这些元素在早期地球的高温高压作用之下便生成了水。不过那个时期的地球是十分炽热的,所以水并非以液态的形式存在,而是以水蒸气的形式飘浮在空中。
后来随着地球逐渐冷却,水蒸气开始凝结成雨,降落地面,这一过程持续的时间很长,最终,大量的液态水降落地表,汇聚成了海洋。
支持“水源自地球说”的人不仅认为地球上的水是与生俱来的,而且相比地表,地下的水资源更加丰富,不过这里所说的地下并不是指地下水,而是地幔水。科学家研究发现,在地球的岩石之中存在着大量被锁定的氢原子,这些氢原子多存在于岩石的空隙和晶体之中,这也就意味着在地球内部、地幔之中也可能存在着大量的氢原子。
科学家通过模拟实验发现,在地幔高温高压的环境之下,氢原子可以同石英反应生成水,所以理论上地幔水资源量可能是地表的1至10倍。
在地球形成早期,很可能有大量的地幔水随着火山喷发被释放到了地表,这些地幔水成为了地表水资源的重要组成部分。另一种说法是“水源自太空说”,这种观点认为地球上的水主要来自于太空中富水的小行星及彗星。彗星是由冰和尘埃所组成的宇宙天体,当它们受到地球的引力影响而坠落其中会给地球带来大量的水。
在地球形成早期,地球周围还存在着大量的其它天体,这些小型天体经常会坠入地球,于是也就给地球带来了大量的水资源。
无论是“水源自地球说”还是“水源自太空说”,目前都没有足够充分的证据,所以都还只能算是一种假说。时至今日,地球已经存在超过46亿年了,地球上的水是否有所减少呢?在地球形成初期,由于大气层较薄,的确有一部分水分子散逸到了太空之中,但随着后来地球大气系统的逐渐完善和水循环的建立,地球水资源便没有再流失。
地球上的水大多汇聚于海洋,而海水通过蒸发作用形成云层,云飘到陆地成为降水,最后降水又通过地表径流和地下径流重归海洋。
虽然人们生产生活会消耗大量的水,但在自然界的水循环机制之下,水资源总量是基本保持不变的。科学家也通过计算证实了地球上的总水量相较于40亿年之前应该并没有减少。虽说总水量没有减少,但水资源的分布却出现了较大的变化。
2021年地质学家在格陵兰岛西部地层中发现了一块蛇纹石,它是在海底岩石与高温海水的反复作用下形成的,通过放射性测年法分析,它大概形成于40亿年之前。
蛇纹石的形成需要海水的参与,所以过程中会吸收大量海水,于是海水中稀有的氘元素便会被保留其中,所以科学家只需要通过对比现今海水中的氘含量,就可以推算出40亿年前的海洋规模,结果显示这块蛇纹石中的氘含量与现代海水中的比例存在明显差异,通过模型计算,最终确认地球历史上的海水总量大概减少了约四分之一,而这些减少的海水现在正以其它形式存在于地球之上。
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