我們常說,水是生命之源。我們的藍色家園正是有了水的存在才會如此生機勃勃。在浩瀚的宇宙中,我們是如此幸運唯一擁有液態(tài)水的星球。慶幸之余,人們不禁產(chǎn)生疑問,地球上的水到底來自哪里呢?
根據(jù)太陽系形成的假說——星云說來看,地球和太陽系其他大行星均起源于太陽星云。太陽星云由三類物質(zhì)組成:包括氦和氫的氣物質(zhì),它們在星云中的數(shù)量最多;包括水冰、氨、甲烷、氧、碳、氮和氫的化合物的冰物質(zhì);再一類是包括鐵、硅、鎂、硫等重元素與氧的化合物的土物質(zhì),它們在星云中的數(shù)量最少。最初的太陽星云非常松散,在萬有引力的作用下,大物質(zhì)吸引小物質(zhì),最后在中間形成了太陽,周圍形成了行星。在漫長的歲月里,各個行星受到的太陽熱力和引力不同,因此三大物質(zhì)的分配也是不均勻的,它由距離太陽的遠近而定。地球是距離太陽比較近的行星,因此主要由土物質(zhì)組成,只有少量的冰物質(zhì)和氣物質(zhì),而其中的冰物質(zhì)便成為了地球的水源。
科學家認為,地球上的水除了與生俱來的外,還包括通過自身的演化而不斷地釋放的水。例如在火山活動區(qū)和火山噴發(fā)時會有大量的氣體噴出,其中便有四分之三的水蒸汽;在地下深處的巖漿中也含有水分,而且深度越大,含的水分越多。除此以外,和地球形成原因類似的其他隕石里也含有0.5%~5%的極少水分。因此我們可以推測,由土物質(zhì)組成的地球中也含有一定量的水分。
人們在后來的研究中發(fā)現(xiàn),火山活動時釋放的水是滲入到地下的雨水,并不是新生的水?茖W家們通過測定水的同位素得出這個結(jié)論,在這個證據(jù)確鑿的說法面前,“地球之水與生俱來”的假說受到了空前的挑戰(zhàn)。為了進一步找到地球之水的源頭,人們將研究的目標定位在了宇宙。有人推斷,地球之水主要來源于宇宙,是地球形成之后從宇宙中添加進來的。
具體而言,地球上的水或許來自外太空,由帶有大量水冰的彗星帶到地球表面。昔日那些大碰撞的證據(jù)早已經(jīng)不存在了,但是從月球上,我們或許可以找到一些線索。
月球的表面布滿撞隕石撞擊后留下的巨坑,一些坑的直徑寬達好幾百公里。據(jù)估計,月球曾經(jīng)遭遇過多大一百萬次以上的大型撞擊。而比月球質(zhì)量大的多的地球,其巨大的引力必然會引來更多的流星,因此地球曾經(jīng)遭遇過千萬次的大規(guī)模撞擊。在地球初期,大規(guī)模的撞擊幾乎每個月就有一次,這種恐怖的撞擊活動一直持續(xù)了幾百萬年的時間。據(jù)估計,撞擊地球的彗星有至少一半的質(zhì)量是水和冰,所以這些大彗星猶如一座座雪山,它們?nèi)诨蟊闾顫M了地球的海洋。
有人提出,強烈的撞擊會產(chǎn)生巨大的熱量足以將彗星內(nèi)部的水冰氣化,所以當時的地球上空很可能在一片蒸氣云的籠罩下。在幾百萬年的時間里,蒸氣云不斷降下熾熱的酸雨,酸雨導致的洪水形成河流、湖泊,最后,這些水很可能覆滿了整個地球。對此有人提出了疑問:地球海水的成分主要是H2O,但是也有極少量的重水(HDO)。可是據(jù)分析結(jié)果表明,彗星上面的水和地球的海水成分是不一樣的,彗星之水中含有的重水含量要比地球海水高的多。
但是認為彗星帶來了地球之水的科學家并不氣餒,他們認為已經(jīng)被研究過的所有彗星都來自太陽系的外圍,而在緊靠太陽的彗星則可能與前者不同。越是靠近太陽的地方溫度越高,離太陽比較近的彗星所含的重水比例應該比較低。因此有可能和地球海水中的重水比例相同?墒鞘聦嵤欠裾娴娜绱,還需要找到這樣的彗星之后才能得出最終的結(jié)論。