地球上的水从何而来?
水,这个在我们生活中无处不在的存在,从雨雪冰霜到江河湖海,它始终在我们的身边流淌。关于它的起源,却是一个深奥且复杂的问题,其答案或许要追溯到宇宙的起源时期。
在宇宙大爆炸的初始时刻,质子、中子和电子在高达100亿度的高温下混杂在一起。在这短暂的几分钟内,氢和氦这两种轻元素开始形成,这一过程被称为“核合成”。随着时间的推移,更重的元素,如氧等,也在恒星内部和超新星爆炸期间的核聚变中逐渐诞生。这些元素被不断地送入太空,与较轻的元素混合在一起。
氢和氧分子如何结合形成我们熟知的水呢?这是一个截然不同的过程。即使氢和氧分子混合在一起,也需要能量的激发才能发生反应。这是一个非常激烈的过程,科学家们至今尚未在地球上找到安全合成水的方法。
那么,覆盖地球表面的江河湖海又是从何而来呢?科学家们提出了各种假说和理论来尝试解答这个问题。有一种理论认为,大约40亿年前,地球遭受了成千上万的小行星和彗星的撞击。这些撞击带来了大量的水,储存在类似“海绵”的物质中,撞击地表后释放出大量的水分。
虽然天文学家已经证实小行星和彗星中存在水分,但这个理论却遭到了一些质疑。地球海洋中的水量如此巨大,仅仅依靠小行星和彗星的撞击可能无法提供足够的水。海尔·波普彗星中的重水含量远超地球海洋,引发了科学家们对于水来源的更多猜测。
最近,天文学家有了令人兴奋的发现。利用同温层红外线天文台(SOFIA),他们观察到维尔塔宁彗星在近日点时排放的水蒸气与地球海水的成分非常相似。维尔塔宁彗星是一颗超活跃彗星,这类彗星会排放更多的水蒸气。通过比较蒸汽中普通水和重水的比例,研究人员得出了这一令人惊奇的结论。
除了上述理论,还有其他假说认为地球在年轻时曾受到太阳内部形成的氧等重元素的“轰炸”,这些氧元素通过与地球释放的氢气等气体的相互作用,逐渐形成了地球上的海洋和大气。还有理论提出,地球表面曾经被一层厚厚的氢气覆盖,它们与地壳中的氧化物发生相互作用,最终形成了海洋。甚至有一种理论提出,水可能在地幔深处形成,随着地震来到地表。
尽管我们仍然无法确定地球上水的确切来源,但我们可以确定的是,无论水的来源是什么,它都为我们的生存提供了宝贵的水资源。我们应该对这一切感到庆幸,并继续这个神秘的宇宙,以解开更多关于地球奥秘的谜团。