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地球上的水究竟从哪里来的? 地球水的来源之谜
时间:2016-10-02 19:09   来源:科学之家   责任编辑:沫朵

川北在线核心提示:原标题:地球上的水究竟从哪里来的? 地球水的来源之谜 据统计,地球上的水总体积约有13亿8600万立方千米,全球约有3/4的面积覆盖着水。那么,地球上的水是从何而来呢?几十年来,地球水的来源问题一直是个难解之谜。传统观点认为,地球上的水是从天上来的,陨石和彗星


  原标题:地球上的水究竟从哪里来的? 地球水的来源之谜
 
  据统计,地球上的水总体积约有13亿8600万立方千米,全球约有3/4的面积覆盖着水。那么,地球上的水是从何而来呢?几十年来,地球水的来源问题一直是个难解之谜。传统观点认为,地球上的水是从“天”上来的,陨石和彗星等地外天体撞击地球时,将冰封的水资源带入了地球环境中。然而通过研究后,研究人员发现,大多数慧星水的化学成分与地球水并不匹配。那么,事实究竟是怎样的呢?
 
  近日,科学家们通过对地幔(地壳下面地球的中间层)中的熔岩流成分进行研究,指出在太阳系原始行星盘(protoplanetary disk)的宇宙尘埃(对于恒星和岩石行星的形成起着决定性作用)中包裹着微型水囊,在地球诞生之时,水就已经形成了。对火山岩的相关研究也表明,至少地球上的一部分水是在地球诞生之时就已经存在了。
 
  在行星形成的过程中,当太阳系的其他岩石行星与地球相撞时,地质构造作用会使地壳与上地幔融合在一起,并产生出一种新的物质。但是这种新的物质并没有到达地幔深处(下地幔、外核和内核),而且当这种物质随着火山熔岩流喷涌而出到达地球表面之后便迅速凝固、变硬,随即便将地幔深处的水及其它化合物包裹起来形成熔融包裹体(melt inclusions)。因此,对随着火山熔岩流从地幔深处到达地幔表面的物质进行研究,为科学家们探索行星以及液态水的形成提供了重要线索。
 
  为了研究地球早期液态水的化学特性,夏威夷大学的行星科学家们对冰岛和巴芬岛(Baffin Island)上的火山岩样本进行了研究,并利用质谱仪对从地幔深处涌出的地幔熔岩流的化学成分进行了仔细分析。
 
  研究人员在地幔熔岩流样本中发现了两种氢同位素的比率,分别为普通氢和氘(dāo,氢的同位素,其原子量为普通氢的二倍,也被称为重氢)的比率,这两种同位素都可与氢气和氧气相结合形成水。这一发现为探索地球上水的来源提供了重要线索。
 
  然而,与地球海洋水相比,这些熔融包裹体中的氘含量相对较低,但是与一些陨石中的氘含量非常接近。于是科学家们推测,地球与陨石的“母行星”也许有着相似的形成过程。研究人员推测,就他们采集的样本而言,当地球形成的时候,其中约有20%的水已经形成了。
 
  研究人员指出,在太阳系原始行星盘的宇宙尘埃之中包裹着微型的水囊。尽管在原始行星盘中地球上的温度比较高,但是相关研究数据表明,如果宇宙尘埃表面是不规则的断裂面,那么它们包裹的水囊就不会被蒸发,这样就可以聚集足够的水源。
 
  加州大学行星科学家David Jewitt说:“尽管关于地球水的来源仍有很多未解之谜,但是这项研究仍具有重大的意义。也许地球上的水并非都来自“天上”或者都来自“地下”,人类目前拥有的水资源也许是由多种渠道共同汇集而成。”

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