用了40多亿年,地球上的水变少了吗?科学家在一块石头上找到答案
地球 作为太阳系目前的BUG,身上有不少谜团,这其中最大的谜团就是液态水的来历 。太阳系中有水的星球不少,不过很多都是固态水。
目前人们还没有在太阳系发现另一片液态海洋,只能猜测在木卫二厚厚的冰层下,可能存在液态海洋。
在宇宙中俯瞰地球广阔的海洋
如果从 地球诞生 开始算起,地球上的水怎么也存在了 40多亿年 了,那么地球上的水是变多了,还是变少了,亦或是没有变?想要了解这个问题,我们得知道:地球上的水从哪里来?地球的原始海洋有多大?其他天体存在海洋吗?海洋对于生命究竟有多重要?
地球上的水用了 40多亿年 , 变少 了吗?在一块 石头 上,科学家似乎找到了 答案 。
水是地球的血液地球上的水从哪里来?
关于 地球上的 水 ,目前有两种假说。
一种是地球 自己诞生 了水。因为地球是和太阳一起形成的,地球的前身是一团星云,星云里面存在着大量的氢原子和氧原子 ,它们互相结合,形成了水分子,和其它成分,如岩石、尘埃等,一起构成了最初的地球。
氢元素的三种同位素
地球一开始并没有 海洋 ,这些 液态水 分布在地球的各个角落,从内而外都有,并且此时的地球还是一个火球阶段,表面的液态水很有可能已经蒸发成水蒸气逃逸到了太空中,其余的液态水隐藏在地壳、地幔、甚至地核 里面。直到地球冷却,它们才从地球的各个地方冒出来,汇聚在一起形成了原始海洋 。
地球的内部构造示意图
还有一种说法则是,地球的水 来自于 彗星 。初生的太阳系很不平静,一天一小撞,三天一大撞,每个天体不是在被撞,就是在被撞的路上。那个时候还没确定八大行星都是谁,任何一个天体都有希望,于是就展开了激烈的"争夺"。地球也免不了一顿撞 ,我们唯一的天然卫星月球就是当时被撞出来的。
彗星的组成示意图
这些 撞击的天体 里面,就有 彗星 。彗星含量最多的就是 水 ,只不过是固态,外加固态的甲烷等气体。撞击到地球上之后,固态水融化,慢慢汇聚成海洋 。并且科学家们还推断,彗星撞击不止一次,而是多次。如果这个假说成立,那么地球上出现的生命 ,很有可能不是地球孕育的,而是跟随彗星 到来的。
水的三种状态:固态、液态、气态
不管是哪种方式,我们都不能 否定 , 生命起源于 海洋 !大约38亿年前的原始海洋中,诞生了第一个生命 。那么,原始海洋和今天的海洋相比,是变大了,还是变小了?
地球上最早诞生的是单细胞生物地球的原始海洋有多大?
目前地球上 最古老的岩石 是 阿卡斯塔片麻岩 ,只比地球年轻 6亿岁 。通过氢氧元素的 同位素追踪法 ,科学家们发现,它曾经是 被水覆盖 的。也就是说,它的确起初是海洋 ,是后来才变成的陆地。
阿卡斯塔片麻岩
并且地球上的 陆地岩层 年纪普遍都 偏小 ,有的甚至只有 几千万岁 ,在地球面前真的就是一个 "小孩子" 。想要寻找 阿卡斯塔片麻岩 这样的 高龄岩石 ,反而 不容易 。于是科学家们经过计算得出了一个结论,早期的海洋体积比今天大了约 26% 。也就是说,地球的水,在40多亿年的时间内变少 了。这些水都去哪儿了?
答案是 逃逸去太空 了!我们现在赖以为生的大气层,在地球早期并不是今天的样子。那个时候,地球的大气层很薄 ,而且多是甲烷、硫化氢、二氧化碳。这些气体组成的稀薄大气,无法抵挡当时的紫外线 。在紫外线的轰击下,水分子被分解成氢气和氧气。氧气会与大气中的甲烷、硫化氢等反应,被消耗,氢气则直接逃逸进入太空。
光解作用:物质由于光的作用而分解的过程
地球真正开始 保护 自己的水,是在大约 26亿年 后,因为 蓝细菌的光合作用 会产生 氧气 ,它在将一切能氧化的物质 氧化 了之后,大气中出现了 有利的氧气 。氧气在大气层反应生成了 臭氧 ,它们阻挡了 紫外线 对地球的轰击。从那之后,地球 失水的速度 减弱。而我们 最初的陆地 ,就是那逝去的26%的水。
高空臭氧能阻挡紫外线保护地球
所以从 岩石 来看,地球上的水其实是 变少 了的。关于地球上的水还会不会 继续减少 ,科学家们也无法给出 准确的回答 。因为我们的地球现在已经拥有了一套 比较完善的大气系统 ,能够抵御 宇宙射线 分解水。因为有现在的 大气层 ,所以我们 不会轻易失水 。然而现在,人类对环境的破坏,导致大气中二氧化碳增加,未来大气会发生什么改变,我们还真的无法预测。
大气层的分层结构示意图
此外,人类发展 核聚变科技 ,某种程度上会让水变少。因为核聚变采用的原料是氢原子,氢原子需要从水中获得 。这就需要我们对水进行拆解,一个水分子可以得到两个氢原子和一个氧原子。如果以后大肆发展核聚变,那么被拆解的水分子就会越来越多。
那么除了地球, 别的星球 上有水吗?
核聚变反应式其他天体存在海洋吗?
答案是 肯定 的,光是 太阳系 ,就有 木卫二 这颗知名卫星被寄予海洋的厚望 。根据观测,木卫二上被厚厚的冰层覆盖。但是,它的内核温度也许比较高,所以冰盖之下,可能存在液态海洋。
此外, 火星的两极 也存在固态水,而科学家们也认为,火星的地层之下还有少量液态水存在。推测在大约30多亿年前,火星上存在着海洋。因为在火星上发现了"V型"峡谷 ,这是水流才会形成的地貌。火星的外表特别像地球上极其干旱的地区,而且探测器还发现了蓝莓石 ,这是水流侵蚀才会有的。
水手号谷:火星最大的峡谷,能看到明显的水流冲刷痕迹
科学家们推测,火星就是一颗 没有发展出大气的"地球" ,如果当初地球没有建立起 有效的大气层 ,那么它的今天也会是一颗荒凉的星球。火星上的水,被太阳和宇宙的射线分解掉,最后逃逸进入了宇宙,再也不会回来。可能只剩下小部分藏在地下,或者被冰封在了两极。
太阳系之外 存在海洋的概率就 更大 了,因为光我们所在的银河系,就有超过 1000亿颗 恒星,假设每1颗恒星都有1颗像地球这样的行星,那么银河系的海洋就会有超过1000亿片。这些行星会成为人类未来的移民目标 。
星际移民想象图
为什么 海洋 成为了一个行星如此重要的衡量标准?这就得提到地球的生命诞生 。海洋对于生命究竟有多重要?
如果一颗星球上的生命形式是 碳基生命 ,那么水是它生存下去的必须 。因为碳基生命中,除了碳链外,剩下的很多位置都是氢原子 ,这说明在合成生命的时候,需要用到大量的氢。能一次提供足够的氢原子的,除了水没有别的物质。当然,这些都是以地球生命为例得出的结论,如果是硅基生命,那么一切都和我们不一样。
碳氢链可长可短,可以是树枝状或环状
地球上的 第一个生命 诞生于大约 38亿年前 , 第一批离开海洋的生命 是在大约 4亿多年前 的奥陶纪,两者之间有差不多 34亿年 的时间间隔。说明, 生命在 海洋中 的演化占据了整个生命历史的很长一部分。但凡这中间出现了什么差错,比如像火星那样失去了水,那么生命的长河都会戛然而止!
水是万物之本源,万物终归于水
海洋 是现如今 所有生物的故乡 , 水 也是人类不能缺少的重要资源。因此,在没有移民其他星球之前,我们最好爱护海洋、保护好水资源 。地球的水历经了40多亿年的岁月,别最后被人类给败完了。
绝对空间是不存在的水桶实验是英格兰物理学家数学家天文学家自然哲学家艾萨克牛顿爵士所做过的一个实验,用以证明绝对空间的存在。水桶实验的过程如下牛顿是这样叙述的如果用长绳吊一水桶,让它旋转至绳扭紧,然后
运动和静止都是相对的,没有绝对的运动和静止关于运动,牛顿写道绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对处所的移动。真正的绝对的静止,是指这一物体在不动的空间的同一个部分继续保持不动。我不同意牛顿的观点,因为宇宙没有边界,
茶叶悖论详解茶叶悖论描述的现象是在茶杯中的茶叶当被搅动后,茶叶回游到杯底的中央,而非预想的在螺线型离心力作用下被推动到杯底的边缘。对于这个现象,许多科学家给出了解释,我感觉他们解释的太复杂,并
人们对势能的认识误区关于势能问题,先看几个疑问1。把一个物体搬到高处,自身消耗了能量,消耗的能量变为势能储存起来了?2。现在水平推动一个物体,这个物体前还有一个板凳,要推动这个板凳才能推动这个物体,那
光压(lightpressure)光压(lightpressure)是指光照射到物体上对物体表面产生的压力。远在1748年欧拉即已指出光压的存在,并在1901年由俄国物理学家列别捷夫首次测量出来。人们可以从光的电磁
等离子体是怎么产生的?等离子体是物质的第四态,即电离了的气体。在自然界里,炽热烁烁的火焰光辉夺目的闪电以及绚烂壮丽的极光等都是等离子体作用的结果。对于整个宇宙来讲,几乎999以上的物质都是以等离子体态存
巨大爆炸声传来,护卫舰缓缓沉入海底,美演习释放什么信号?近日,媒体报道美军在大规模演习2021中使用实弹击沉了一艘退役的自家佩里级护卫舰。据报道这场代号为击沉(SINKEX)的演习中,美军总共使用了3种导弹FA18EF超级大黄蜂发射的A
进攻是最好的防御!中国空军想突破第一岛链,运油20必须尽快服役随着运20歼20直20等一众20加入中国空军服役,中国空军已经顺利进入了20时代,嗯,这里似乎漏掉了点什么?对,还少个轰20,不过也不用着急,轰20相信也应该很快就会出现了。其实战
铸剑为犁,感知未来红外热像仪产业专题研究报告伴随着新冠疫情的爆发,红外热像仪成为这场没有硝烟的战争中最锐利的武器,不同于手持额温枪等测温设备,这类产品可以更大范围更远距离更高效率地让人群中的体温异常一览无余。红外热成像技术的
寒冬更需要拼命奔跑国内商业航天产业发展浅析这个春天,国际商业航天市场波澜不断SpaceX再获5亿美元新融资,公司估值达到360亿美元OneWeb申请破产俄罗斯将把航天发射服务价格降低30。除了这些,我们预计还将在2020年
科学家找到证据证明平行宇宙通往未来?那些消失之谜都和它有关?平行宇宙真的存在吗?人类能否进入所谓的平行世界?在平行世界里是否能实现真正的穿越呢?探奇闻异事,聊未解之谜,大家好,欢迎来到我一个朋友说,关注我进入今天的故事。平行宇宙之谜朋友们,