水从哪里来故事?

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水是地球上一切生命不可缺少的宝贵资源。然而,它又是从哪里来的呢?长期以来,人们对此众说纷纭,并莫衷一是。

有一种广为流传的说法认为,地球在形成之初只是一个由太阳星云凝聚而成的非常炽热的固体球,里面含有丰富的金属和其他化学元素。后来,随着地球不断冷却,地球内部的高温使其中包含的氢和氧发生化学反应:氢氧结合成水,由于水的密度比金属大,于是所形成的水就逐渐渗透到地下深处,进而形成地下海洋。后来随着地球进一步冷却至273℃以下,地下的水就变成了“冰川”。又由于地球内部不断放出热量,这些“冰川”时而解冻,时而结冰,从而反复涨落,直到最后地球完全冷却,在地球内部再无“冰川”存在时,地球上的全部表面才全部变为可以流淌和蒸发的液态水和气态水,形成了水圈。

按照以上假设,地球上的全部水原来都深藏在地下,地壳表层破裂时,地下深处的水就冲出地表,形成泉、江、河、湖,再经过长时间的地质作用演变成海。持这种说法的人认为月球上没有水也就是这个原因。月球的体积比地球小,温度低,所积蓄的内能远远比地球少,不能保持水处于液态和气态,所以不能形成大气与液态水。

对此说法提出质疑的人认为,地球内部所含氢和氧的数量,仅够组成一个不超过250米厚的水层。因此,在这种水量条件下,由地球内部产生如此浩瀚的大洋水是很难设想的。

另一种说法把地球上水的来源归于大气圈的输入。根据现代科学研究,不仅地球经常受到来自外层空间陨石的“袭击”,太阳系中的一些气体和尘埃也会不断浸入地球大气上层。从上个世纪60年代末开始,各国科学家发射了“水手”号、“先驱者”号、“徘徊者”号、“阿波罗”号和“金星快车”等探测器,对太阳系中各大行星的构造以及宇宙辐射、宇宙线和陨石的成分等作了一系列探测和研究。根据这些研究成果,有学者提出大气圈的输入是地球水资源主要来源的观点。也有学者认为,在太阳系的水的总贮量中,除了太阳本身拥有总质量的0.35%和水星拥有质量的0.01%外,其余都在其他七大行星及其卫星上。而其他七兄弟中的99.96%均集中在木星身上,与地球上的水平衡相比仅差0.04%。由此,他们又进一步推断,太阳系中的水量主要是木星所有的,地球上的水是由木星向地球大气上层源源不断地输入的。

对于上述说法,也有不少学者提出了不同看法。一方面,从物质元素在宇宙中的含量以及太阳系的形成规律来看,氧在宇宙元素丰度中占第四位,仅次于氢、氦、锂。而且氧也是形成太阳系的主要元素之一,地壳中63.8%的质量是氧。在地壳表层,氧与地壳中含量为4.97%的氢化合成为水。因此地球上的水完全可以在地球内部自身形成。所以把地球上水的来源单独归于外部输入是不符合客观实际的。另一方面,根据1969年—1976年间对阿比尼陨石、火星陨石以及落在地球上其他各种陨石的化学分析结果,陨石中水的比例仅为0.2%——1.0%。由此可以推断,无论是从陨石中含水量的多少来看,还是从陨石降落在陆地上的频率来看,陨石落入地球中的水量与地球表面所经历的“寒武纪造海”所能形成的水量相差1000万倍,即以陨石中的水量要形成地球上的大洋,则需要50亿年时间,这是根本不可能的。

对于上述两种观点,也有些学者认为二者并不是互相排斥的,而是可以互相补充的。因为,宇宙空间的确存在大量的水汽、水滴和冰,地球在不断转动的过程中,不断地吸收着水汽、水滴和冰,而地球上的水资源也在不断地向外层空间蒸发,这两种过程不停地进行,互为补给。但从总的物质平衡来说,从外层空间得到的水量远多于向外层空间失去的水量,因而地球上的水量才在不断地增加。

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