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地球之水何处来?

2014-4-25 10:52:32 作者:光 明

地球其实名不副实——它的表面积约为5.1亿平方千米,其中陆地面积占地球总表面积的29.2%,海洋面积占70.8%,是一个实实在在的水球。据联合国统计资料显示,地球上共有138.6亿立方米的水。一直以来,科学家们都想搞明白的是——地球之水从何而来?是天上的彗星,还是地上的火山?

太阳风起源

有科学家认为,是太阳风导致了水的产生。首先提出这一观点的科学家是托维利,他认为太阳风是太阳外层大气向外逸散出来的粒子流,电子和氢原子核——质子是其中的主要成分。根据计算,托维利得出这样一个结论:从地球形成至今,地球已从太阳风中吸收的氢的总量达1.70×1023克。我们知道,氢和氧结合就会产生水,如果把这些氢全部和地球上的氧结合,就可以产生1.53×1024克的水。现在地球水的总量为145亿吨,与这个数字十分接近。更重要的是,地球水中的氢与氚含量之比为6700∶1,这同太阳表面的氢氚比也是十分接近的。因此托维利认为,根据这些计算和成分对比,可以充分说明地球水来自太阳风。

地球内部起源

研究地球物质成分和内部构造的科学家却认为,地球上的水其实是从地球内部挤压出来的,地球表面原本是没有水的。水最早是从星云物质中带来的,在地球形成时通过地球的演化,后来不断从地球深处释放出来。几乎在每次火山喷发时总会喷出大量的气体,水蒸气要占到75%以上。地下深处的岩浆中有水分,即使是由岩浆凝固结晶而成的火成岩,水也以结晶水的形式存在其中。

但是,随着科学家对火山现象研究的深入,这一理论被推翻了。人们发现,同火山活动有关的水是地球现有水循环的一部分,并不是什么从深部释放出来的“新生水”。

科学家克莱因分析了世界上各火山活动区与火山有关的热水中的氚,证明它们与当地的地面水是相同的,从而确认它们是渗入地下的地面水,在火山热力的作用下重新变为水蒸气上升。接着,科学家根据对某些地区火山热力所导致的氚进行分析,发现人工爆炸能够导致氚含量的升高,这就进一步说明其实是新近渗入地下的雨水变成了火山热水。这些研究成果使那些主张地球水来自“娘胎”的研究者修正了对火山水的看法。

彗星起源

还有科学家认为,地球之水来源于冰彗星。美国衣阿华州立大学的科学家弗兰克等提出了一个引人注目的新理论——太空中由冰组成的彗星才是地球上水的来源。科学家发现,大气中水蒸气分子在太阳紫外线的作用下,会分解成氢原子和氧原子。氢原子向外飘扬,当它达到80千米~100千米气体稀薄的高热层中时,氢原子的运动速度会超过宇宙速度,并摆脱地球引力离开大气层进入太空。这样一来,地球表面的水就流失到了太空。人们经过计算发现,飞离地球表面的水量差不多等同于进入地球表面的水量。可是,有一个奇怪的现象似乎不符合这种说法,那就是地质学家发现,2万年来世界海洋的水位涨高了大约100米。地球表面的水面为什么会不断增高呢?这至今还是个谜。

自1918年以来,弗兰克等人通过对从人造卫星发回的几千幅地球大气紫外辐射图像仔细研究发现,总有一些小黑斑出现在圆盘形状的地球图像上。每个小黑斑面积约有2000平方千米,大约存在2分钟~3分钟。经过仔细研究和检测分析后,弗兰克等人发现这些黑斑是由一些肉眼看不见的由冰块组成的小彗星撞进地球大气层后融化成水蒸气造成的。这些小彗星频繁地坠入大气层,每5分钟大约有20颗平均直径为10米的这种冰球进入大气层,每颗融化后能变成100吨左右的水,地球因此每年可增加约10亿吨水。地球从形成至今,大约有46.5亿年的历史。照此计算,这种冰球一共为地球提供了460亿吨水,比现在地球水体总量还多。

关于地球水的来源有许多不同的认识,各有各的道理,但是真相究竟是什么,还有待于科学家们收集更多的客观证据以揭开这个谜。△

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