地球上的水从哪儿来

后勤部长 · 发表于 2010-12-1 21:37

众所周知，最时髦的一种理论认为，是来自太空的携带有水和其他有机分子的彗星和小行星撞击地球后才使地球产生了生命。

　　最近，科学家们第一次发现了可证明这一理论的依据：一颗被称为利内亚尔的冰块彗星。据科学家们推测，这颗彗星含水33亿公斤，如果浇洒在地球上，可形成一个大湖泊。但十分令人遗憾的是，利内亚尔彗星在炽烈的阳光下蒸发成了蒸气。全世界的天文学家们都观察到了这一过程。那么，这颗彗星携带的水与地球上的水相似吗？根据科学家们的研究，答案是肯定的。

　　水，带来了地球生命。它来源于地底深处，还是冰块彗星浇洒在地球上实验证明，数十亿年前在离木星不远处形成的彗星含有的水和地球上海洋里的水是一样的。而利内亚尔彗星正是在离木星轨道不远的地方诞生的。天文学家们认为，在太阳系刚形成时可能有不少类似于利内亚尔的彗星从“木星区域”落到地球上。美国航空航天局专家约翰。玛玛说：“它们落到地球上时像是雪球，而不是像小行星撞击地球。因此，这种撞击是软撞击，受到破坏的只是大气层的上层，而且撞击时释放出来的有机分子没有受到损害。”与此同时，地质学家在人们最意想不到的地表之下1000多公里的地层深处找到了水。在温度达1000℃以上、并且饱受高压的矿物岩里，可能储藏着相当于世界所有大洋中水量之5倍的水。而且该项发现还很可能有助于弄清地球是如何形成和发育的。

　　在地表之下650至2900公里的深处，是围绕在富含铁质的地核周围的高热、高压物质。日本东京科学院的Motohiko、Mu－rakami等估计，在这被称为下部地幔的矿物质中，可能包含有达到其自身重量0.2的水。已有的行星理论，推测了在其形成之初所出现的早期蒸发物质的数量，如水和二氧化碳的数量，而现在的发现则预示着地球初始阶段混合物质的数量，可能已经超出了早先的预料。水能使下部地幔矿物质的熔点降低，并且增加它们的粘性。千百万年来，地幔像一只盛有热汤的锅子一样，处于剧烈的搅拌与动荡之中，这使得地幔的构造层带运动，并且使地幔的化学成分混合。粘性更大的地幔会搅拌与动荡得更快。在下部地幔中由矿物质形成水，可能也会影响地幔的构造层带，使之不容易下沉到地层更深的地方。当构造层带下沉、加热和受挤压时，它们释放的水可能会软化围绕的地幔，以及松缓它们的下沉通道。在稍高一点的地幔中，即在大约地表之下400至650公里之间深度的区域叫做转换带，因为它位于上部和下部地幔之间，在这里就可能存有相当于几个大洋的水。Murakami等发现，在下部地幔的矿物质中，可能保留有大约其上位岩石重量之十分之一的水，但因为下部地幔的体积比转换带的体积大得多，所以它具有相当多数量的水。英国布利斯托尔大学的地质学家BernardWood认为，该项发现有助于推进有关在地幔之中锁存有多少水的争论。他说，直到现在，大部分人仍坚持认为在地幔中没有多少水。

　　此外，在两年前进行的另一项类似研究中，得出的结论是地幔之下根本没有多少水。Murakami等在实验室中模仿下部地幔，他们对构成该区域之大部分的3种矿物质进行了研究。他们设计应用了一种多砧的特殊实验装置，以再现地幔下变化异常剧烈的苛刻条件，同时对矿物质用硬齿挤压和加热。在大约1600℃和250000个大气压下，Murakami小组应用二级离子质量光谱测定技术，测定了氢的数量，该技术使离子束冲击矿物质，并探测从矿物质表面放散出的离子。已有的其他研究结果表明，在该等矿物岩中得到的任何氢，都来自于其间存囿的水。最后，Murakami等检测到了比实验预想要多得多的氢，从而得出了目前的结论。