高德平台彗星或火山吗?科学家们正在改变他们对地球上的水是如何来到这里的看法

时间:2020-05-27 作者:河南《高德娱乐》 热度:
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高德娱乐-Q554258报导: 地球作为蓝色星球已经有38亿年了。古老的沉积岩和熔岩冷却成特有的枕状,提供了无可辩驳的证据,证明液态水至少在地球表面存在了这么久。但是考虑到银河系中有这么多贫瘠的岩石,地球上丰富的海洋提出了一个问题:这些水是从哪里来的?
 
地球科学家们继续争论着两种相互矛盾的理论。一种观点认为,地球上的水可能来自与地球相撞的小行星和彗星。但是,最近的研究进一步证明了另一种理论的正确性,即水一直存在于地幔的岩石中,并通过火山喷发而逐渐释放到地表。找出哪种机制更重要,不仅能让我们更好地了解地球的历史,还能帮助我们寻找其他可能存在生命的行星。
 
1974年,科学家们发现,地幔中所含的铂等贵金属比你想象的要多。这些元素自然地被铁所吸引,所以它们中的绝大多数在地球早期的历史中被拉进了地球的铁核。
 
这导致了一种想法,即在地球动荡的婴儿期后不久,小行星撞击地球,产生了一层额外的物质。这种“晚期镶嵌物”可能不仅包括贵金属,还包括“挥发性”物质,如碳和水,这些物质已知存在于一种叫碳质球粒陨石的小行星上。
 
但最近的研究表明,这种捕获水的理论似乎不太可能。2017年1月,一项研究表明,地幔中的钌(一种爱铁金属)的原子特征与太阳系外的普通小行星不同。这表明晚期的水来自太阳系内部,那里的挥发性物质很稀少,因此这些小行星并不是地球上的主要水源。
 
这一发现进一步证实了另一项研究的结论,即在人们认为地球上的水在晚期的薄层形成之前就已经存在了。例如,有各种证据表明,最古老的陆地矿物(锆石)是由岩浆来源与液态水相互作用结晶而成的。这些矿物的年龄在41亿至43亿岁之间,但最普遍的看法是,最后一层晚熟层是在大约39亿年前形成的。
 
地球上的水没有重到足以来自彗星。在上面
 
更重要的是,仅仅因为一颗小行星携带水并不意味着它可以成功地把这些货物送到地球。事实上,科学家们现在认为,在早期剧烈的小行星撞击地球的过程中,地球可能失去了质量,而不是得到了质量,这个过程被称为碰撞或冲击侵蚀。这仍然是一个未经证实的理论,但最近对加拿大萨德伯里陨石坑的研究表明,撞击使大部分挥发性金属铅蒸发。这意味着,像水这样更不稳定的物种也会在撞击中流失到太空中。
 
地球上的海洋可能很早就形成的最后一个线索是,地球上的氯比你想象的要多。地球上液态水的早期存在会使氯溶解,从而有助于防止它在太空中消失。最后,与行星科学家不同的是,地球化学家一直认为,地球上的海洋不是来自于被捕获的冰彗星,因为它们含有不同数量的“重”氢。
 
从内部脱气
 
所有这些证据都表明,地球的地表水或“液体水圈”实际上是通过地球内部的脱气而积聚起来的。水以羟基(一个氢原子和一个氧原子)的形式储存在地幔中,这些羟基被困在诸如ringwoodite这样的矿物中。
当地幔岩石融化时,水溶解成岩浆。当岩浆上升到地表并冷却下来时,压力就会降低,形成晶体,水就会以蒸汽的形式通过火山释放出来。利用这一机制,水可以从很大的深度到表面的气体。
 
开创性的实验工作表明,150公里至200公里深处的矿物可能含有水,但最近的实验、建模和地震数据表明,地表以下400公里至660公里深处也可能存在水。最近科学家研究钻石晶体如何在地下深处形成的数据表明,水可能储存在更深处。这一新证据来自于真正的深层地幔矿物,这无疑使“地球表面的水来自深处”这一观点看起来更有可能。
 
但重要的是要知道水也可以循环回到地幔中。这意味着海洋中的水和地幔中的水之间存在着一种平衡。我们只能推测,在这么深的地方,可能还有多少水被锁住。
 
我们所知道的是,在近40亿年的时间里,海平面相对于大陆的平均水平一直保持相对稳定。这表明,不断循环的水从地幔中出现并被吸收回地幔,极大地帮助了生命在地球上的整个历史过程中得以延续。

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