地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?

地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?

地球表面71%的面积都是海洋,地球诞生初期根本没有水,那如此多的海洋究竟从何而来?答案真是没想到啊!

其实这是一个有争议性的话题,一直以来大家都众说纷纭,有人认为水是从地球自身来源的,也有人认为是从地外来的,如今说起这个问题也是很复杂,我们都知道世界上有七大洲四大洋,七大洲分别为:亚洲,欧洲,非洲,南美洲,北美洲,南极洲,大洋洲,亚洲面积以4400万平方公里堪称世界之最,最小的洲则是大洋洲

除此之外,还有四大洋:太平洋,北冰洋,大西洋,印度洋,地表上70%的面积,都被海洋所覆盖,其中太平洋是最大的海洋,面积为18134.4万平方公里,地球海洋总面积为36110万平方公里

我们都知道,地球诞生大约46亿年了,但初期根本没有水啊!地球上的水到底从何而来呢?

科学家认为地球之水来源于外部世界

要想搞清楚地球上的水从何而来,不得不提到地球的诞生史,根据科学家的估算,地球已经诞生46亿年了,46亿年前的地球又是怎么形成的呢?

在地球诞生之前,太阳系有许多星云和气体漂浮着,尘埃云还含有当时宇宙中最丰富的氧原子和氢原子,几百万年的时间里它们不断地扩散,高反应结合在了一起,形成了最初的水,我们初中的课本就学过这样的化学方程式,氢原子跟氧原子在一起反应就形成的水分子

说到这,你应该想到水的行成了吧?

因为太阳系中含有大量的氢原子跟氧原子,二者不断的反应产生了许多水分子,然后依附在尘埃云的颗粒上

因为温度很低,形成了冰晶,再形成了结冰尘土云,46亿年前地球诞生,因为重力的影响,这些结冰尘土云不断的坍塌,还跟原始地球发生了碰撞,于是,这些水分子就这样来到了地球,所以按照这种理论,地球的水来源于外部,并不是起源于自身

不过那个时候的地球,环境非常恶劣,也没有大气层来锁住这些水资源,所以再次蒸发到了太空

后来,随着时间的推移,地球又发生了改变,爆发出了许多火山,这些火山产生的气体和尘埃,慢慢的就形成了最初的大气层,所以有了大气层就能够锁住水分子

有相当一部分科学家认为,地球上的水可能来自于某个彗星的撞击,因为这个彗星携带了大量的冰晶,也有可能是在几百万年的过程中,有很多这样的小行星或者彗星撞击了地球

太阳系诞生后,形成了许多碳质球粒陨石,为了验证这种猜想,科学家就对这些陨石进行了化验,发现这些成分跟地球岩石一样,而且还含着水分,所以科学家才认为地球的水来源于带冰的彗星

而且很可能地球早就有水了,因为小行星的不断撞击,带来的水资源越来越多

不过也有人持反对意见,他们认为,地球上的水并不来源于彗星的撞击,而是起源于地球本身,这又是怎么回事呢?

地球更诞生初期,环境非常的恶劣,经常爆发火山和地震,地壳也在不断的挤压,整个地球都十分的不稳定,很多岩浆被喷射了出来,火山也冒出浓密的黑烟,简直就像炼狱一般的景象

经过了漫长的等待,地球冷却了下来,进入了平稳期,因为之前的不断的动荡,形成了许多平原、高山、盆地等复杂多样的地形,大气层也在降温,直到能够保留液态水

火山喷发出许多的水蒸气,跟尘埃中的气体混合,于是地球就下起了大雨,地表就有了液态水,但那个时期的地表温度还不均衡,空气造成了强大的对流,于是下起了超级大暴雨,雨水不断的冲刷,就形成了河流,湖泊,海洋,35亿年前就出现了原始海洋

那个时期的水量跟如今相比还很少,加上火山的频繁运动,释放出来了二氧化硫,硫化氢,二氧化碳等气体,造成了原始海洋是酸性的,整个世界还弥漫出这些气体的异味,经过暴雨的不断冲刷,许多矿物质被冲到海洋中。水分的密度越来越大,于是就形成了咸水

有了水之后再经过几亿年的演变,就形成了地球上最初的蓝藻原始生命,在漫长的岁月中,地球就形成了如今这般景象,那么,你认为地球上的水,真的是这样形成的吗?如果不是,那又是从何而来?

地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?

地球上的水是从那里来的,在太阳系里地球受到太阳的引想,地球刚形成的时后是由很多小天体组合起来,主要是它不是大哥是中图出现的,也就是说金木火土都出现过水,地球的水是由金木火土传播来的,是受太阳的引力加太阳光的热挑和而成

地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?

地球:我不制造水。

小行星、彗星:我们只做水的搬运工。

水与生命息息相关。

谚语:人可三日无餐,不可一日无水。(生存)

诗云:好雨知时节,当春乃发生。随风潜入夜,润物细无声。(繁衍、哺育万物)

在科学家的眼里,水是生命的先决条件,因此我们不断地在宇宙中寻找“水”星。

那地球上的水是从哪里来的呢?从远处看过来,地球就像圆形的蓝色大理石,表面70%由蓝色所占据,非常显眼、特殊,但至今科学家都没有完全弄清楚这么多水是怎么来的。

图:雪球地球事件

现今,我们不断对系内的行星进行探索,发现尽管在数十亿年前,火星、金星、水星都存在过水,但早已蒸发殆尽,而离太阳较远的行星则为冰封世界,地球是唯一一个始终存在液态水的星球,哪怕发生过表面完全冰封,冰面深处也暗流涌动,孕育着勃勃生机。

水化学式,H2O,由氢与氧原子组成。氢是序数最低的元素,也是宇宙最简单、最丰富的元素,它在宇宙最早期形成,氧则是恒星核聚变后的产物。当恒星死亡,发生超新星爆炸就会把氧抛洒到宇宙之中。

46亿年前,恒星已经经过了几代的更替,产生了足够多的氧,如今氧元素含量在宇宙中位居第三,仅次于氢与氦。在宇宙诞生之后的前92亿年岁月里,大量氢与氧结合在一起形成了水分子,但寒冷使它们大多以冰晶的形式存在于尘埃云之中。

自源说

最早,科学家对于地球上的水并不是太过在意,因为地球形成时,尘埃云是重要的组成部分。不过,随着人类对恒星与行星的认识,自源说就难以自圆其说了。

在宇宙中,漂浮着大量气体、尘埃云,当受到外界干扰(如超新星爆发波及)会打破平衡的状态,出现密度起伏,高密度区由于引力更强会形成漩涡,吞噬这片星际云。

随着物质不断聚集,内部压力与温度不断升高,当核心的原子再也承受不住时,原子核与原子核就会“合并”(核聚变),释放大量能量,引起连锁反应,被点燃后的星球称之为恒星。

图:2020年,智利超大望远镜拍摄到Aurigae星系的形成,恒星在图像的中心,被挡住了,周围行星开始形成。

在外围高速旋转的一些剩余尘埃与气体会相互碰撞、聚集形成了行星,行星的形成也并非一蹴而就。

地球雏形出现之后,会不断受到轨道上陨石、小行星的碰撞,动能不断转化成热能,而内部的物质也由于引力作用,不断挤压,于是地球表面如同岩浆海洋。

水会在“炼狱”之中升腾,大气尚未形成,太阳风会吹走水汽,换句话说:地球早期的水都被带走了。太空中大量的氢氧化物预示着这一点。

那么水有可能是后期地球上创造的吗?地球可以创造出部分水,但同时也在分解大量水,它们之间几乎可以相互抵消掉。即使有一定的增量,也不足以说明地球上如何产生3.26亿立方英里的水。数字看起来似乎很大,但相对于地球,水也没有想象中的那么多,只是它被平铺在了表面。

上面显示的是:干燥的地球、地球中水量、地球的淡水量(右边几乎看不清的点是淡水)。

与太阳系中水多的星系相比,地球上的水含量少得可怜。

由此,我们得到一个结论:金星、水星、火星的水都没了,早期地球的水也都被太阳风带走了,地球现在就这点水,极有可能是别处“搬来”的。

外源说

一开始主流理论认为水来自于彗星。彗星其实是个冰球,长期徘徊在冰冷的星系外围,水得以冷冻保存。

星系早期彗星较多,地球表面逐渐冷却后,隔三差五会有彗星撞击,带来大量水与物质。不过,通过对彗星观测发现彗星的水所含重水(水分子中多了一个中子)的比例是地球海洋中的重水比例的两倍,于是科学家认为除了彗星之外,还有主要供应者送来了其余大部分水,它们很有可能是小行星。

在火星与木星之间有个小行星带,早期这里就像一个充足的弹药库,木星体格较大,在早期成长过程期中,随着质量变化,轨道与引力也会发生变化,于是身边的“弹药库”受到扰动很容易被点燃,早期系内的行星就经常挨“轰”。

经过分析发现小行星的岩石中含有大量水,岩石落在地球上后,会在地球表面形成液体层)但还存一个问题,如何留住水。

早期稀薄大气层与磁场

此时,表壳虽然冷却,但内部活动剧烈,火山不断喷发,形成了大量尘埃与气体,氮气就是来源于此,它们与氢气等其他气体最先形成了大气。此刻,离35亿年前蓝藻出现进行光合作用还有10亿年之多,因此氧气尚未出现。不过,稀薄大气可以一定程度上防止水分的散失。

37亿年前,地球内部“铁核”稳固,磁场形成,从而地球开始不惧太阳风的威胁,有了稳固的大气之后不久,生命在海底诞生。

太阳系并不缺少水,木卫二,欧罗巴的液态水是地球的2~3倍,大量木卫、土卫,甚至是寒冷死寂的冥王星的冰面下面都很有可能存在液态水,我们并不清楚是否有生命存在,但基于对水、行星、恒星的演化了解,或许将来这些水球都可能成为人类的新家。

地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?

对于地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗之话题,我个人认为,地球上的水是从太阳持续燃烧中来,地球诞生之初就会有水的现实存在。为什么会这样说呢?因为,太阳系是一个整体物质循环运动的自然机制,太阳系这个自然机制是由核体(太阳)掌控着的,一方面是太阳依靠自身固有巨大的磁场,来构建成为太阳系;

另一方面是太阳依靠拥有的有机核能物质,进行着持续核聚变燃烧,能为太阳系提供源源不断的尘粒流物质,太阳历来释放的这此尘粒流物质是围绕着太阳系不同距离的磁力线圈轨道而运行,是太阳系逐渐聚集于同一轨道运行并实现尘粒流物质量的积累而形成行星天体的种子物质。太阳释放的尘粒流物质,主要含有二氧化碳、氮、水(氢氧)和有毒化学物质四种基本元素,可统称为:自然定体物质。

也就是说,在太阳系所有卫体物质之中,都是自然定体物质的结构,都是由尘粒流物质经约为50亿年时间逐渐聚集而形成的自然天体现象。在太阳系范围之中,由于太阳的热能温差之不同距离的不同,因而,太阳系空间的温度区域是由热到冷的自然表现,引发自然定体物质之中的水,会有气态、液态和固态三种不同的物理现象,处于热区域运行的是气态水表现,处于冷区域运行的是固态水表现,

而处于0~50摄氏度之间的自然区域就会形成为液态水体表现。由此可见,太阳系稳定液态水体(海洋)的形成,是由稳定的适中温度所决定的。所以说,地球上的水是从太阳持续核聚变燃烧过程中来,地球诞生之初就会有水的现实存在,只不过是依根地球处于宜居带区域的成长过程,都会有气态、液态和固态水交替变化与循环之特殊自然现象。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,欢迎大家一起来讨论或发表己见。宇明于东莞市。(注:原创作品,抄袭必究。)

地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?

地球上的水是从哪里来的?

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?

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。

地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?

关于“地球上水是从哪来的?地球诞生之初就有吗?”这个问题,说白了就是“地球上水的起源到底是咋回事?”,目前来说,相关的假说有:

  • 自源说
  • 外源说

前者说的就是地球形成时就自带了水,而后者则认为水是后来才有的,哪个更有道理呢?我们来一个个看。

自源说

外源说和太阳系的形成有关,话说关于恒星的形成的主流假说是星云假说。大约在46亿年前,在此前太阳系附近的位置,发生了一场超新星爆炸,科学家认为这场超新星爆炸是宇宙的第一代和第二代恒星。

在超新星爆炸过程中,恒星会把物质抛洒到宇宙空间中,形成了星云物质,而这些星云物质当中包含了氢、氧等元素。其中水就是以氢离子、羟基等形式广泛地存在于星云物质当中,不过,我们要注意的是,这些刚抛洒出来的星云物质都是比较热的,后来会慢慢冷却,这个冷却过程中,氢离子、羟基等形式的水就会和星云物质发生水化作用,随即进入到矿物质的晶格当中,然后就会被锁在矿物质当中。而我们的太阳系就是由于这片星云的引力探索坍缩形成的,在引力的作用形成了太阳,在形成太阳的过程中,一些边角碎料在引力的作用下逐渐形成各个行星。

而其中就有一部分含水的星云物质构成了地球。原始地球很热,一部分水以水蒸气的形式跑出来,不过由于地球的引力束缚,水蒸气并没有离开地球。

后来,随着原始地区的冷却,这些水蒸气以液态的形式下落,也就是雨,这也是一场地球历史上历时最长的雨,大概持续了上百万年甚至上千万年。

这场雨使得地球有了原始海洋,那你可能要问了,有没有证据呢?

实际上,也确实有,这就是尖晶橄榄石,还有别名就是林伍德石

科学家发现,这种尖晶橄榄石当中富含水分子,

  • 在距离地表200km处,100万个尖晶橄榄石晶体分子当中就大概含有2000个水分子;
  • 在距离地表410km~610km处,100个尖晶橄榄石晶体分子中就有1.5个水分子。

并且很有可能上、下地幔的过渡带当中存在大量的尖晶橄榄石。

通过简单估算,大致可以算出来仅仅尖晶橄榄石的总含水量就有可能达到4..485*10^(10)亿吨,这是目前表面总水量的3倍之多。

除此之外,科学家还发现了44亿年前的锆石碎片,这证明了不仅仅尖晶橄榄石,其实早期地球地表也存在水,这些水有一部分进入了锆石当中。

当然,这其实也是目前自源说最大的问题,那就是这些水是如何进入到锆石和尖晶橄榄石当中的,这个作用机理是什么,目前还是未知的。

外源说

除了自源说之外,还有外源说。其实也很好理解了,就是说地球上的水其实是外太空带来的。这话也不是乱说的,要知道,太阳系内有水的天体简直多了去,按含水的百分比来看,地球都不算多的。

于是,就有科学家在思考,有没有可能在地球形成的早期有小行星或者陨石来送水。结果,这么一找,还真让他们发现了。大概在距今40亿年~38亿年前,地球就曾经承受了大规模地小行星、陨石、彗星的撞击,这当中的一部分“天外来客”就含有大量水,它们就像送水工人一样,一批批地往地球上搬水。

在距今40亿至38亿年前,地球遭受了小行星大规模的撞击,这些小行星都含有大量的水,他们像送水工一样,不断地给地球送水。那这个假说有没有证据呢?

实际上,确实有,科学家针对不同的天体做D/H的比例分析。什么是D/H比例分析呢?其实水当中,我们通常写分子式是H2O,但实际上其中也会有一些D2O,也就是原子核内有一个质子和一个中子的氢原子,用"D"来表示,也管它叫做:氘。

水中的H2O的D2O比例是不变,所以,只要测一下地球上的水和各种小行星,陨石,彗星上的水的D/H比例就可以知道两者是不是同源的。

科学家测算得到,地球上的水的D/H比例是1.558*10^(-4),大概就是说每100万个氢原子对应156个氘原子。通过各种比对,科学家发现,有一种叫做碳质球粒陨石的,它其中包含的水的D/H比例是和地球上水的D/H比例是一模一样的。碳质球粒陨石大概占到太阳系总陨石数量的86%上,而且还都富含水。

但这个假说就一定对么?其实也有科学家提出质疑,没有可能是外来送水和地球自身的水都有,然后正好调节成碳质球粒陨石那样的D/H比例,而不是水都是由碳质球粒陨石等天体送来的?

主流理论?

其实除了这两个假说之外,还有其他假说,但都不是比较非主流。目前科学界比较认可的是自源说,但有一部分科学家逐渐倾向于支持自源说和外源说一起作用的结果,也就是说,地球一开始就有水,但是后来也有陨石,小行星和彗星来送水。

以上这些,也就是关于“水”的起源的相关理论。

分类:其它

相关问题