地球上的水是哪来的?用了40多亿年,水变少了没有?

魅力科学君 2024-06-28 19:54:10

众所周知,地球表面存在着大量的液态水,以至于地球表面有大约70%的面积都被由液态水构成的海洋覆盖。相关研究表明,早在40多亿年前,液态水就已经在地球上出现了,那么,地球上的水是哪来的呢?用了40多亿年,水变少了没有呢?下面我们就来聊一下这个话题。

根据科学界的主流观点,太阳系形成于一片巨大的原始星云,这被称为“太阳星云”,在大约46亿年前,“太阳星云”因为某种外界的扰动而发生了引力坍缩,在坍缩过程中,太阳首先在星云的中心位置生成,残余的物质则一边围绕着太阳运行,一边继续碰撞与吸积,最终演化成了太阳系中包括地球在内的众多天体。

从已知宇宙的元素丰度可以看到,构成水的氢元素和氧元素都是宇宙中很常见的元素,而由于氧元素的化学性质非常活泼,它们很容易与氢元素发生反应并生成水,因此我们不难推测出,在“太阳星云”之中,本身就含有大量的水。

然而,“太阳星云”中有大量的水,并不意味着地球在形成之初就一定可以拥有很多水。

对此,有一种观点认为,在太阳形成之后,它释放的能量会使其附近一定距离范围内的水都以水蒸气的形式存在,同时驱动着它们向外散逸,而地球的形成是一个从小到大的过程,只有在地球的质量增大到一定程度的时候,其产生的引力才可以束缚住水蒸气,所以在地球最终“成长”到可以束缚水蒸气之时,它所在的区域已经没有剩下什么水了。

也就是说,在地球形成之初,其实是非常缺水的,另一方面来讲,由于太阳的热辐射会随着距离的增加而不断减弱,当达到一定程度时,水就会被冻结成固态的冰,变得很容易吸积,因此那些形成于距离太阳更远的天体,通常都会含有大量的水。

所以该观点推测,地球上的水,应该主要来自于那些形成太阳系“外侧”的小天体(如小行星、彗星),毕竟早期太阳系可以说是一片混乱,经常会有小天体撞击地球,特别是在大约38亿至41亿年前的“后期重轰炸期”,这样的事件更是多得难以计数。

不过也有观点认为,原始的地球就已经有很多水了,其理由是,在太阳系形成之初,水会以“结晶水”的形式存在于多种矿物之中,而在地球的形成过程中,这种富含水的矿物是可以被大量吸积的。

随着原始地球的“个头”不断变大,大量的碰撞所产生的热量也在持续累积,其温度也越来越高,当达到一定程度时,这些矿物中的水就会被释放出来,并因为高温而以水蒸气的形式存在,而在这个时候,原始地球的质量已经足够大,其产生的引力已经可以将这些水蒸气牢牢的束缚在地球的上空。

在地球最终形成之后,其运行轨道上绝大部分物质都被“清空”,没有了频繁的碰撞,地球就开始持续降温,当温度降低到一定程度的时候,那些水蒸气就大量地凝结成液态水,进而降落到地球表面。

近些年来,随着相关研究的深入,科学家发现这两种观点都有各自的证据支撑,所以科学界普遍认为,地球上的水应该是内源和外源共同作用的结果,不过就目前的情况来看,科学家并不确定到底是来自哪种渠道的水更多。

那么,地球上的水用了40多亿年,变少了没有呢?我们接着看。

正如前文所言,即使是水蒸气也会被地球的引力牢牢地束缚住。之所以会这样,其实是因为水分子的分子量较大,但问题是,水分子的内部结构并不是想象中那样稳定,只需一定的能量输入,就可以使其分解为氢和氧,由于地球的引力不足以束缚住氢,因此一旦出现这样的情况,氢就有可能从大气层顶逃逸,进而使地球上的水变少。

实际上,在地球自然界中就存在着可以将水分解的机制,比如说太阳的短波辐射(主要是紫外线)就有一定的概率直接将水“光解”氢气和氧气,除此之外,当地球上的海水通过岩石圈的缝隙渗入到地下深处时,有可能会与高温岩浆以及其中的结晶基岩发生一系列的反应,其净效应就是将水分解成氢气和氧气。

所以一个合理的推测就是,经过了40多亿年的漫长时间之后,地球的水应该是会变少的。实际情况也确实是如此,因为在过去的日子中,科学家已经通过地质记录、化学同位素变化、大气逃逸现象模拟和古气候模型等多方面研究估算出,现代地球的海洋体积相比40多亿年前缩小了26%左右。

幸运的是,现代地球的大气有21%都是氧气,而在富氧的环境中,即使是水被分解,其产生的氢气也很容易重新被氧化并生成水,因此与遥远的过去相比,现代地球上水的流失量是非常少的。

在此基础上,再加上地球在围绕太阳运行的过程中,也会时不时地从宇宙空间中捕获到一些水或者含氢的物质,从整体上来看,现代地球上的水可以做到动态的“收支平衡”,至少在未来的10亿年里,地球上的水都不会明显地减少,因此我们不必对此感到担心。

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评论列表
  • 2024-06-29 09:33

    地球上的水不断蒸发又不断落下来,包括人喝的又拉出来,始终在循环不存在少了

    黑翼天使 回复:
    太阳体积同样增加了25%,和地球水量减少比率相当,地球火星化只是时间问题,未来地球被太阳吞没……
  • 2024-06-29 01:53

    -2.1-推理一。地球水出现之前,大气层90%是二氧化碳和氧化氮,大部分都是氧化气体,土壤也是由众多氧化物组成,可知地球早期的氧元素非常丰富。假如有1万亿亿吨水来自地球以外,氧元素总量将再次暴增。地球有了外来水之后,开始出现微生物,把氧化气体分解,碳和硫可以沉积入地,氧和氮会留在大气层。 -2.2-当氧化气体减少到10%的时候,再加上水的自然电解,大气层的含氧量应该超过70%,含氮量20%。这个比例与实际相差甚远,氧气都跑去哪里了?根据氧元素总量的变化,显然水不是来自外太空。

  • 2024-07-04 21:38

    反正等我死那天,我相信还是有水可以做饭开席的!

  • 2024-06-30 08:57

    肯定变少了,小时候田里小沟小溪小河到处都是水,现在田里水沟没有水了,小溪小河断流了,连湖都干涸了,不信什么学家说,什么物质守恒定律,如果水不变少了,那水那里去了?

    蓝天 回复:
    照你说的地球生物早完蛋了。按你这个水减少的速度地球早干涸了。地球存在多少年了?你又活了多久?你活的这个年数都让你发现水少了那么多,那几十亿年的时间不得全干了
    末世纪 回复: 蓝天
    谁又知道呢,变少是肯定的
  • 2024-09-19 14:32

    气球大气层结构正在被破坏!水流失是不可避免的!地球极端干旱气候会越来越多!

  • 2024-06-29 20:39

    锅盖没有漏气的情况下,水应该是用不完的

  • 2024-07-14 21:36

    地球上的水从根本上说来源于地核内重元素(粒子)物质核裂变反应续生出氢,氧元素化合为地内高压水,通过火山口天池,高山有好水,海底烟囱等爬升到地表,自然形成江河湖海地表巨量水源。详见《守正创新国学现代化》一文。龚木益

  • 2024-07-28 17:12

    只要地心在,水就不会消失,引力会束缚那些微小分子逃离地球,离地面越高越冷反之海拔越低越热,直接几百公里外的大气层,太空温度很低的,大气层隔绝紫外线,光子照进地球空间,空气分子气吸热散热,一个循环,南北极光照弱,所以南北极温度低,低温空气往高温地区流动,高温空气上升产生空气推力,热空气去到一定高度冷却再次往寒冷地区移动,这又是一个循环,

  • 2024-08-03 21:13

    水可能在宇宙里无处不在,但像在地球上的液态水一样的存在形式的水可能就少的可怜了

  • 2024-06-29 16:49

    风马牛不相及。不懂不要乱写文章误导读者

  • 2024-07-12 08:20

    浪费水资源本就是胡扯

  • 2024-07-12 23:25

    水是无线循环的没多也没少,,蒸发下雨周而复始

  • 2024-07-14 01:53

    地球上的水在大气层内循环,和太阳形成了互动,有增加的可能,水越多地球越热。

    蓝天 回复:
    地球百分七十都是海。本来水就很多
  • 2024-06-29 23:28

    我只知道,地球上的水,最早是来自宇宙飞往地球的岩石中信不信由你

  • 2024-06-30 09:07

    没事,反正用完了我可以哭,大家就有水喝了。

  • 2024-06-29 13:14

    科学家对水的理解其实也是一种歌德巴赫猜想,只能局限于一种:猜测+假想+推理而没有真实依据的说辞。

  • 2024-07-12 00:07

    没有,开龙头就有。

  • 2024-07-13 00:53

    南无阿弥陀佛

  • 2024-07-13 18:34

    主要是从太空中捕捉到许多h2元素,又与氧结合,形成水

  • 2024-07-19 13:43

    那10亿年过后咋办?所以我必须要收藏几桶水在那里。

  • 2024-07-25 10:36

    你死了,那坨肉还在。[祈祷][祈祷][祈祷]

  • 2024-07-24 17:01

    现代地球,还有古代地球吗[呲牙笑]

  • 最外层的水汽多少会有点会逃离地球的引力跑出去,只是量少而已。地球没法呆人了水都跑不到一成!

  • 2024-06-29 20:55

    太阳系地球还是离白洞太近了啊!。。

  • 1
    2024-06-29 05:44

    水是不会少的:原因自己去想吧……

  • 2024-06-29 23:20

    难道是外星人没事就过来浇点水?

  • 2024-07-20 13:33

    人几十年里用掉的水天天都进入地球循环,最后人被烧被埋被吃,最终也是进入循环,根据能量守恒定律,水的总量不会少。

  • 2024-07-16 16:20

    不生不灭

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