地球上的水究竟來自哪裡?水是一種寶貴的自然資源,是人類賴以生存的物質條件。有人曾把水比作生命的泉源,也有人把水比作是地球的血液。那麼,地球上如此龐大、晶瑩浩蕩的水從何而來?也許會有人說水是從天上落下來的。如果真是如此,那麼,假使地球上現有的水全化為水氣,大氣應該能全容納。但並非如此,單單地球上海水的重量已是大氣重量280倍。由此可見,地球上的水來自天上豈不成無稽之談。
人們司空見慣的下雨現象,雨落地面匯集成江河湖泊,最後百川歸海。不過只是地球上很小一部份參與循環的水變化的結果,這部份水量只佔地球總水量的一點點而已。 地球是太陽系八大行星之中唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;也有觀點認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始地殼中矽酸鹽等物質受火山影響而發生反應、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現在地球上的水還在不停增加。 大多數學者認為,地球上水的起源與地球本身起源密切相關。但是地球上的水是怎麼來的,現在有許多假設,假說大致可分類為自生與外來兩大類。 主張地球上的水是自生的人認為,在星雲凝聚成初始行星地球之後,才可能有水形成於原始的氫和氧。後來在溫度升高、內部脫氧時,在物質分異組成地球圈層,以及氫、氧從行星中部運移到其邊緣的過程中,通過各種物理和化學作用才形成水。水流到年輕行星的表面與蒸氣和氣體一起逸入大氣圈,彷彿現在火山噴發時所發生的事件一樣。當時,約30億年前的火山活動比現在強烈,普遍而頻繁。因此,地球形成之日起,在地球內部、表層都可以產生水。 主張地球一的水是外來的人認為,地球形成的時候,就從宇宙俘獲大量的水,以後逐漸釋放並留存下來。 水是宇宙物質,當宇宙中的塵埃雲凝聚成地球時,它們同時也被封存在地球的原始物質球粒隕石中。由於當時地球溫度很高,原始物質均處在熔融狀態;地球自轉速度也很快。地球轉動產生的重力離心分力,使重物質下沉,輕物質上浮。活動性最強而又是最輕物質之一的水,便移向地球外殼。含在岩漿中的水,也隨著以後岩漿的逐漸凝固被排擠出來。這些被擠壓出來的水,呈水氣狀態,在高空凝結為雲,飄浮在地球上空。隨著時間的推移,大氣中水氣在增多,而地表的溫度卻在降低。大概在太古代初期,當地表溫度降至水的沸點以下時,水氣就化作傾盆大雨降落地表。據估計,大約在6億年前,地表溫度降低到30度左右時,岩漿中擠出來的水,大約有99%都降落到地面,從而形成地球表面水,構成江河湖海。 最初形成的海水不僅數量少,而且含鹽量很低,組成也與現代海水不大一樣。地球上最初的海水是強酸性的,它是由地內排出的H2O、HCI、HF、H3BO3等酸性氣體轉入海洋的結果,此外,在原生水中還有H2S、CH4和CO2等氣體。那時海水中缺少游離氧,H2S不能或極少轉變為硫酸鹽。 海水組成的進一步演化與大氣成分的變化有關。當大氣中CO2增多時,就增強了對岩石的風化,提高了一些化學元素在水中的溶解度,形成大量溶解於水的碳酸鹽,出現了NaCO3、CaCO3、MgCO3、、FeCO3、MnCO3等碳酸鹽沉積物,促使氯化物—碳酸鹽海洋的形成。隨著時間推移,海水和大氣一樣,CO2在增加,由火山氣孔噴入海洋的自然硫和硫化氯在氧的介質中轉變為硫酸鹽,於是氯化物—碳酸鹽海洋又轉變為氯化物—碳酸鹽-硫酸鹽海洋。這就是海水為什麼從淡到鹹的過程,也是其在組成上與河水有著巨大差異的原因。 所以歸根結柢還是從海洋裡來的。據測算,每年從海洋上蒸發到空中的水量達到447980立方公里,這些水的極大部份(約411600立方公里)在海洋上空凝結成雨,重新落回海裡;另一部份降落在陸地上,以後,它又從地面或經過地下流回海洋。如此循環不已,所以海裡總是有許多水,永遠不會乾凅。那麼,這些海水最初是從哪裡來的呢?地球上的水,大部份儲存在海洋裡。因此,要回答海水最初是從哪裡來的這個問題,實際上,也是為「地球上的水是從哪裡來的?」這個問題在尋找答案。有一種看法,認為地球上水是在地球形成時,從那些宇宙物質中分離出來的;而在地球形成以後,從地球內部不斷析分出水分聚集在地表。這由今天的火山活動可以得到證實。從地下分離出水的規模現在還很大,一次火山爆發,它噴出的水蒸氣就可以達到幾百萬公斤。可以想見,這樣產生的水是很多的。一般都認為這是地球上水的主要來源。海洋裡能有許多水,還與地球的重力比較大有關係,它能夠把水吸引住,不讓水逃逸到太空中去。另外,海洋裡有許多水,與地面上的溫度比較適宜也有關係。在金星表面,由於溫度太高,水都化成了蒸氣;在火星上,由於溫度太低,水被凍結起來,那裡的凹地裡都沒有水。在地球上,由於氣候的冷暖變化,也多次影響到海洋水量的增減。氣候變冷的時候,地球上的水大多凝結成冰,流回海洋去水的減少了,就引起海面降低,海水變淺;在氣候變暖的時候,大陸上的冰雪融化,大量的水流進海洋,海面上升,海水會變深了。現在,你該懂得海水是從哪裡來,又為什麼不會乾的道理了吧! |