地球上的水是怎么來的
地球上的水是怎么來的
水是地球上最常見的物質(zhì)之一,是包括人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。那么,地球上的水是怎么來的?
目前,地球水的來源主要有兩種假說:一種假說認為,大量彗星撞擊地球,彗星帶來的水是地球水的來源;另一種假說認為,地球形成初期,地球內(nèi)部的地幔物質(zhì)大規(guī)模熔融,通過大面積、長時間的火山噴發(fā),熔巖流覆蓋了地球表面,釋放出以水蒸氣為主的大量揮發(fā)分,冷卻后在地面匯集形成水體,地球水來源于地球的地幔除氣過程。假說一 彗星撞擊地球,水來源于彗星一種假說認為,地球上的水是彗星撞擊地球帶來的。事實真的如此嗎?需要采用科學的方法去驗證。
彗星的彗核是由固態(tài)水和塵埃物質(zhì)組成,如果地球上的水真的來自彗星,據(jù)天文學家估算,至少要2000萬顆中等以上體積彗星的水資源才能填滿地球上的海洋。太陽系的演化歷史難以提供相關(guān)的科學依據(jù)??茖W家研究水的同源性,往往是通過測定水或冰的氫同位素組成(氘/氫,或D/H)來鑒別。地球海水的 D/H為1.56×10-4,根據(jù)哈雷彗(Halley)、百武彗星(Hyakutake)和海爾波普彗星(Hale-Bopp)等彗星的D/H比,發(fā)現(xiàn)彗星水的D/H比是地球海水D/H比的2倍多。2014年8月,歐空局的羅塞塔探測器抵達67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星。羅塞塔號軌道器釋放菲萊著陸器登陸67P的彗核表面,測定了彗星冰的氫同位素的D/H比為5.3×10-4,是地球海水D/H比的3倍。這些數(shù)據(jù)表明,彗星水與地球水不是同源,彗星水不是地球水的來源。假說二 地球內(nèi)部除氣,蒸汽冷凝成水
太陽系形成初期,地球等類地行星(包括月球)的早期都發(fā)生過全球性的巖漿洋事件。地球內(nèi)部物質(zhì)(主要是地幔)熔融,通過大范圍的火山噴發(fā),熔巖流大面積覆蓋地面,大量氣體揮發(fā)物排出地球。根據(jù)地球火山噴發(fā)的熔巖流體積隨時間的變化,表明地球的火山活動在逐漸減弱。通過各種模型的計算,地球早期火山活動噴發(fā)的氣體揮發(fā)分總量大約為178億億噸。
根據(jù)全世界各類火山噴發(fā)氣體揮發(fā)物的研究,地球內(nèi)部的除氣過程排出的氣體揮發(fā)分主要是水蒸氣,占總量的70%~90%,其次是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、硫化氫(H2S)、氯化氫(HCl)、氨(NH3)、氯化氨(NH4Cl)、氯氣(Cl2)、氮氣(N2)和硫(S)等。地球內(nèi)部除氣過程釋出的水蒸氣(冷卻后成為水體,匯集在地球表面)平均可達142億億噸水體,可以滿足地球水體的水總量。根據(jù)地球各類水體的氫、氧同位素組成和二氧化碳的碳、氧同位素組成的系統(tǒng)測定和研究,確證地球的水來自地球地幔物質(zhì)的除氣過程。
水的重要性
對于人來說,水是僅次于氧氣的重要物質(zhì)。在成人體內(nèi),60%的質(zhì)量是水。兒童體內(nèi)水的比重更大,可達近80%。如果一個人不吃飯,僅依靠自己體內(nèi)貯存的營養(yǎng)物質(zhì)或消耗自體組織,可以活上一個月。但是如果不喝水,連一周時間也很難度過。體內(nèi)失水10%就威脅健康,如失水20%,就有生命危險,足可見水對生命的重要意義。
水還有治療常見病的效果,比如:清晨一杯涼白開可治療色斑;餐后半小時喝一些水,可以用來減肥;熱水的按摩作用是強效的安神劑,可以緩解失眠;大口大口地喝水可以緩解便秘;睡前一杯水對心臟有好處;惡心的時候可以用鹽水催吐。