正文 第1章 地球是個大“水球”(1)(1 / 3)

水的起源

從太空中看,我們居住的地球是一個橢圓形的、極為秀麗的蔚藍色球體。水是地球表麵數量最多的天然物質,它覆蓋了地球70%以上的表麵。地球是個名副其實的大水球。

水是一種平常的物質,江、河、湖、泊、地下、大氣中有水,海洋中更有水。地球上的水不僅孕育了人類和一切生物,還為人類提供了各種資源和文明的物質基礎。水是寶貴的自然資源。

現在我們知道,地球上的水麵約占地球表麵的71%,其水的總量約為13.8億立方千米,其中海洋中的水約占96.5%,陸地冰川、河流、湖泊和地下水以及大氣中的水汽加在一起,隻占地球上全部水量的3.5%左右。

人們要問,地球上這麼多的水到底是從哪裏來的呢?

對於這個問題,根據目前科學發展現狀,我們可以歸納為三種主要假說。

第一種假說認為,地球上的水來源於原始大氣。他們推測,在地球曆史的早期,地球的溫度一定很高,地球上不可能有液態水存在。當時的水隻能以水蒸氣的方式存在於大氣中。後來,地球慢慢地冷卻,當溫度達到水的沸點以下的時候,氣態的水便凝結成液態的水,形成降水,落到地麵。他們想象,原始大氣中水的數量之大是十分驚人的,由氣態水變成液態水的過程也一定很長很長。就是說,要經過數萬年不間斷的降水,才能使地球表麵所有的低窪地方都積滿水,這樣,原始海洋也就形成了。

科學家們還找到了地球上最古老的沉積岩(由流水作用堆積而形成的岩石)。有了沉積岩,就可以證明當時有水的存在。他們用儀器測算出最古老的沉積岩年齡為35億年~38億年。也就是說,在遙遠的38億年前,地球上就已經出現了水。

大氣來源說有它的不足之處。因為有人推測,在地球曆史早期,地球的溫度很高,地球上的水隻能以水蒸氣的形式彌漫在大氣中,那麼為什麼這些水汽沒有逸散到地球以外的宇宙空間去呢?

於是又有另外一種假說——岩漿析出說應運而生。岩漿析出說認為,地球上的水是本來就有的。隻不過在地球早期,這些水沒有從地球中分離出來,而是大部分以結晶水的形式藏在地球內部,或者幹脆就直接溶解在岩漿中。後來,隨著地球的演化,這些包含在地球內部的水通過火山噴發,也可能通過岩漿侵入等方式跑出來,進入地表。

我們知道,在地殼以下有一層很厚的地幔層。一位俄國科學家曾經做過這樣的計算,他估計,地幔層中共儲存水20×1024克。而現在地球表麵所有的水加在一起也僅僅占其中的13%,剩下87%的水量仍然存在地幔裏,成為不斷補充地表水分的後備水源。有人還對地球上的火山噴發進入大氣的水做過大概的估計,認為,目前全世界每年僅因為火山爆發,就帶到大氣中4000萬噸~5000萬噸的水。地球曆史那樣漫長,由於火山等原因進入地球表麵的水分,最後形成海洋等巨大的水體一定不成問題。

最近,又有一種假說非常流行。他們認為,地球上的水是從宇宙空間來的。產生這種假說的重要根據,是他們發現地球周圍的許多彗星原來是由冰晶組成。宇宙空間的彗星成千上萬,並且不斷和地球相遇,進入大氣層,來到地球上。他們估計,大約每分鍾就有20顆平均直徑為10米以內的彗星進入大氣,每顆彗星可以釋放出100噸水。雖說一顆彗星的水量不是很大,但是頻率很高,時間一長,足以形成地球上龐大的水體。上述三種假說哪一種更接近科學呢?可以說,到現在為止,還沒有一個公認的答案。大氣來源說因為有較嚴重的缺陷,談論的人已越來越少。另外兩種說法也不能說哪個更接近科學,隻能說各有各的道理。也許地球上的水本來就是多源的,既有地球內部的來源,也有“天外來客”。隻推崇一種來源,而摒棄另一種來源,也許是不可取的。

一個小孩在用自來水衝冼西紅柿時,突發奇想,問媽媽:世界上為什麼會有水,它從哪裏來?媽媽回答:從天上來!顯然媽媽並沒有考慮過這個問題,即使考慮了,也不一定答得出來。

中國自古就流傳著一句古話:“黃河之水天上來”。早在距今45億~50億年前,地球剛剛誕生時,沒有河流,也沒有海洋,更沒有生命,它的表麵是幹燥的,大氣層中也很少有水分。那麼如今浩瀚的大海,奔騰不息的河流,煙波浩淼的湖泊,奇形怪狀的萬年冰雪,還有那地下的清泉伏流和天上的風雲霧雨,這些水是從哪兒來的呢?

原來,地球是由太陽星雲分化出來的星際物質聚合而成的,它的基本組成有氫氣和氮氣以及一些塵埃。固體塵埃聚集結合形成地球的內核,外麵圍繞著大量氣體。地球剛形成時,結構鬆散,質量不大,引力也小,溫度很低。

後來,由於地球不斷收縮,內核放射性物質產生能量,致使地球溫度不斷增高,有些物質慢慢變軟熔化,較重的物質,如鐵、鎳等聚集在中心部位形成地核,最輕的物質浮於地表。隨著地球表麵溫度逐漸降低,地表開始逐步形成堅硬的地殼。但因地球內部溫度很高,岩漿活動就非常激烈,火山噴發十分頻繁,地殼也不斷發生變動,有些地方隆起形成山峰,有些地方下陷形成低地與山穀,同時噴發出大量的氣體。由於地球體積不斷縮小,引力也隨之增加,此時,這些氣體已無法擺脫地球的引力,從而圍繞著地球,構成了“原始地球大氣”,原始大氣由多種成分組成,水蒸氣便是其中之一。