RSS订阅 加入收藏  设为首页
澳门新金沙国际
当前位置:首页 > 澳门新金沙国际

澳门新金沙国际:地球上的水是哪儿来的

时间:2018/3/21 17:31:23  作者:  来源:  浏览:0  评论:0
内容摘要:  水是生命之源。本周四,我们将迎来“世界水日”。今年“世界水日”的主题是“Nature for water”(借自然之力,保护绿水青山)。   众所周知,地球表面71%的面积被水覆盖。然而,地球上的水从哪儿来,却始终是未解之谜。近两年,关于地球上水的起源又有新发现……   彗星...

  水是生命之源。本周四,我们将迎来“世界水日”。今年“世界水日”的主题是“Nature for water”(借自然之力,保护绿水青山)。

  众所周知,地球表面71%的面积被水覆盖。然而,地球上的水从哪儿来,却始终是未解之谜。近两年,关于地球上水的起源又有新发现……

  彗星撞、太阳风吹还是自带

  地球上的水,到底从哪儿来?目前比较有代表性的是“外源说”和“自源说”。

  所谓“外源说”,顾名思义,认为地球上的水来自地球外部。而外来水源的候选者之一便是彗星和富含水的小行星。

  被誉为“脏雪球”的彗星,其成分是水和星际尘埃,彗星撞击地球会带来大量的水。而有些富含水的小行星降落到地球上成为陨石,也含有一定量的水,一般为0.5%—5%,有的可达10%以上。正因如此,一些科学家认为,正是彗星和小行星等地外天体撞击地球时,将其中冰封的水资源带入了地球环境中。

  然而,研究发现,大多数彗星水的化学成分与地球水并不匹配。此外,地幔中的同位素水平和陨石中的同位素水平也没有任何相似之处。

  科学家据此表示,这证明,如果水确实是由彗星或小行星带到地球上的,则其来到地球上的时间并不是地球的形成期,而是地球演化到形成地壳和地幔之后的时期。但并不排除另一种情况,即水最开始其实是星际尘埃的组成部分,而地球正是由星际尘埃所组成的。

  外来水源的另一个候选者是太阳风。

  太阳风是指从太阳日冕向行星际空间辐射的连续的等离子体粒子流,是典型的电离原子,由大约90%的质子(氢核)、7%的α粒子(氦核)和极少量其他元素的原子核组成。有科学家认为,地球上的水是太阳风的杰作。

  首先提出这一观点的科学家是托维利,他认为,太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与地球大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等,再通过不同的化学反应变成水分子。据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生1.5吨这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式降落到地球上。

  更重要的是,地球水中的氢与氚含量之比为6700:1,这与太阳表面的氢氚比十分接近。因此托维利认为,这可以充分说明地球水来自太阳风。但太阳风在地球45亿年生命史中,也不过形成了67.5亿吨水,与现今地球表面的水贮量相比,不过九牛一毛。

  与“外源说”相对的是“自源说”,“自源说”认为地球上的水来自于地球本身。地球是由原始的太阳星云气体和尘埃经过分馏、坍缩、凝聚而形成的。凝聚后的这些星子继续聚集形成行星的胚胎,然后进一步增大生长,形成原始地球。

  地球起源时,形成地球的物质里面就含有水。在地球形成时温度很高,水或在高压下存在于地壳、地幔中,或以气态存在于地球大气中。后来随着温度的降低,地球大气中的水冷凝落到了地面。岩浆中的水也随着火山爆发和地质活动不断释放到大气、降落到地表。

  还有一种说法认为,在地球形成的最初阶段,其内部曾包含有非常丰富的氢元素,它们后来与地幔中的氧发生了反应并最终形成了水。

  你喝的水可能比太阳还古老

  关于地球水的来源,地球科学家认为来源于地球自身演化过程中的岩浆水等,天文学家更倾向于是彗星等撞击地球带来的水。目前,两种观点谁也没能说服谁。近两年一些有趣的发现更是激起了科学家们的兴趣,比如,你日常喝的水也许比太阳还要古老……

  来自美国密歇根大学天文系的一项研究成果显示,存在地球、陨石、月球表面的水,可能比大约46亿岁的太阳系还“老”。这意味着现存于太阳系中的水,有部分来自于太阳系形成前的星际介质。

  参与研究的美国密歇根大学博士生克里夫斯表示:“太阳系诞生初期的环境条件并不适合水分子的合成。而在这种情况下,水就只可能来自于富含化学元素的外部星云。引人瞩目的是,这些水成功地在太阳系诞生的过程中幸存了下来。”

  为了探明水的“年龄”,研究人员决定从氢的同位素“氘”身上入手。氘,旧称“重氢”,常用于热核反应,在能源领域具有良好的前景,它们通常微量存在于我们周围的水中,并且很难自然形成。

  研究人员构建了专门的计算机模型,比对了彗星、行星、陨石及地球海洋水中氘的丰度。结果发现,这些样本的比率均高于正常情况下太阳系中氘的比率,也就意味着多出来的氘可能并不来源于太阳系。超出比率的氘可能来自氘丰度(相对含量)更高的寒冷星际空间,比太阳系更加“年长”。

  但并不是说我们周围的水都是太阳系的“长辈”,真正早于太阳系形成的水在其中的比例目前并不明确,不过其数量可能很可观。

  这一发现,不仅意味着我们每天可能在喝着来自遥远星际空间的水,还意味着宇宙中可能会有更多类似太阳系的系统,具备诞生生命的条件。这将有助于人类对行星系统的研究,人们或许将有更大机会找到另一个孕育生命的“地球”。

  地球水的“第四种形态”

  其实,绝大多数地球上的水并不是以我们所熟知的冰、水、气3种形式存在。水还有另外一种存在形式,这种形式异乎寻常——那就是封存在岩石中的水。

  可以说,这些岩石像一个巨大的水库,它的含水量至少与地球上所有河流、海洋和冰川中的水量加起来一样多,或许还是海洋水量的4倍、6倍甚至10倍,但它们一直被深埋在我们脚下410千米处。

  这种奇特的“第四种形态”的水,还可能隐匿在你家的厨房中。如果你家厨房的绿石灶台是用蛇纹石做成的,假设这块蛇纹石的灶台面板重约90千克,在这块石头中,就有约10千克水,即石头中可能融入了10升水。但是,这种融合并不像把鸡蛋搅在稀面糊中那样,而是水融进矿石的每个分子中,即裹在构成蛇纹石的镁、硅和氧原子的点阵结构中。几乎地下410千米深处的矿石大都以这样的方式融进了水——在410千米厚的岩石叠加在一起所产生的重力,以及约1093.33摄氏度高温加热的共同作用下,一个氢原子会离开水分子,留下一个羟基,而这个氢原子会融入矿石分子。科学家把这种融入水的矿石称为“水合矿物质”,即“水岩”。

  可以这样形象地解释:在适当的温度和压力下,某种矿石的确将水吸入其分子结构中,就像海绵吸水一样。而水分子进入矿石就会分解,分解为一个氢原子和一个羟基。所以矿石中绝对有水。

  而且科学家至少从三方面得出了结论:水岩确实比没有水合状态时更柔韧,更易变形;科学家能用红外线分光镜测量出矿石分子结构中的水分子;最重要的是,当矿石承受的压力和温度以适当的方式被去除时,氢原子和羟基就会从矿石中脱离,以水的形式从矿石中流出。

  科学家认为,这种水岩遍布地下400-650千米的深处,厚达240千米,比地球表面的水层还要厚。即使这种矿石的含水量只有1%,其水量也很大,相当于地球海洋水量的几倍。

  (本文综合自《科技日报》《中国气象报》等)


上一篇:没有了
下一篇:澳门新金沙国际:测试
相关评论

本类更新

本类推荐

本类排行

本站所有站内信息仅供娱乐参考,不作任何商业用途,不以营利为目的,专注分享快乐,欢迎收藏本站!
所有信息均来自:百度一下 (金沙国际赌场网址)
湘ICP备123453420号