地球上(地球上最深的地方是)

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

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

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

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

水是地球的血液

地球上的水从哪里来?

关于地球上的,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

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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

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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。

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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,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。

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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?

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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

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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。

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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。

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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

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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?

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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。

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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,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

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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。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

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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

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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。

(今完)

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