从太空中看向地球,其实看到的大部分都是蓝色,这是因为地球上的海洋资源占地球表面积的71%。有没有人想过,地球上那么多的水,究竟是从哪里来的呢?
在地球形成初期的时候,地球上的温度特别高,如果当时地球上有水资源的话,也早已被蒸发得一干二净。并且,宇宙初有雏形时,经常发生天体间互相碰撞或陨石撞击天体的事件,撞击产生能量,导致热量传递,时有爆炸现象发生。这样的环境下,地球上即使当时存在水也会被热力蒸发,不复存在。
科学家为了探究地球上的水究竟从何而来?对水的组成结构进行试验分析,发现水中的同位素氘与氢的比例一般是固定的,只有在特定的环境下才会发生变化。如宇宙大爆炸、大雪风暴可能会改变两者的比例,使氘与氢严重失调。
有研究人员从火山采集到与古代水的结构相像的元素,认为水可能是来自古代岩石。由于地球内部的结构十分复杂,深藏于地球深处的水不会轻易被人类发现利用,在地球长达几十亿年的演化过程中,地底内部发生某些反应,水会在地底深处混合形成其他物质。
关于地球上的水的来源众说纷纭,除上述观点以外,有学者认为,地球上的水并不是来自于其他星球撞击分裂时所携带的水物质,也不是来自于尘埃所形成的堆积之中的水资源。而是,自地球形成时,地球上就已经形成了水。
地球上的水来自何方?
我们的地球是岩石组成的星球,地球内部是高温溶化的岩浆,岩石的溶点,与水的溶解成液体的温度不一样。水在零度以上就会液体化,水在100度就会沸腾气化,而岩石在100度还是岩石。
在地球的内部不可能有水存在,因为地壳下面是几千度的高温,水在几千度早就气化了。也就是说,液体水,与液体岩浆不能共存。
那么有人会问,水不是存在于地底下吗?石油也存在于地底下吗?你又怎么解释呢?
今天的地球和古老的地球已经面目全非了。今天的地球已经是一个生物的世界,地球在岩浆与空气层之间有着岩石,土壤,地下水,与海洋。这些正是地球演变亿万年的结果,地球和它本身以外的物质结合了,结合为一体。
而在这之前,地球是颗炙热的星球,地球与另一个太阳系以外的天体相遇了,这是一颗坚冰组成的星球,是一个固体水组合的星球,它进入了地球的轨道,被地球吸引,地球上的高温辐射,太阳光的辐射,使这颗外宇宙之物迅速的气体化,成了一团无比大的雾气团,把地球包裹住。地球表面岩浆迅速固化成为岩石,形成了一层包裹着地球岩浆的岩石层,并且裂开,形成了板块,地球表面被这些板块复盖,板块运动造成的地震,地壳的隆起,造山,填海运动。
这个外来的水气球体与地球的结合,使地球有海洋,空气,白云缭绕,在大气层与地面之间会岀现下雨汇积成海洋,湖泊的景象,大气的流动造成的大风,冬天下雪,白雪皑皑,在高原地区四季寒冷,座座雪山座落于兰天白云之下。
地球与太空的接触,有了厚厚的大气层。大气层,与海洋和地球合为一体。
我们看见今天的月亮,月亮上没有水,空气,它的地壳直接与太空接触,被太空灰尘打击的千疮百孔,大大小小的环形圈遍布月亮表面。太阳光直接辐射在月亮上面,表温度高达几百度,阳光照不到的背面却零下几百度。
每一个星球都有着自已亿万年的经历,它们经历了什么?都记录在这些星球的全部内容里,它们各式各样,与众不同。而我们地球独特的经历,造就了地球的一切,一切的与众不同。
人们的生活和生产都离不开水。但是地球上的水到底来自何方呢?
迄今为止,许多科学家一直认为,地球上的所有的水在地球形成之日就先以蒸气的形式存在于炽热的地心中,而在地球最初5亿年的燃烧过程中,水蒸气从火山口爆发出来,冷却而形成河流、湖泊和海洋。他们还认为,地球上的水在渐渐地蒸发,穿越大气层并散逸到太空中去。
但是不久前,美国衣阿华大学一个以天体物理学家弗兰克为首的著名研究小组,提出了与这一传统理论相相反的观点,发表了地球上的水有来自彗星的可能性的新假说。他们提出,地球上的水是来自太空,而不是来自地心。是从地球形成之后才慢慢地注入地球,而且水的总体积也在缓慢地增加。
弗兰克是位极认真负责的学者。关于地球上水来自彗星的新假说的提出,他与他的同事们整整研究了五年多。1981年,弗兰克与克拉文一起为“动力学探测者——I号”卫星研制了一套光学系统,配置了两台可见光摄像机和一台紫外摄像机,其作用是拍摄大气和大气层中电活动现象的照片。
但是,同时也出现了奇怪的现象。当用紫外摄像机拍照并用计算机着色后,地球受到太阳照射的那一面,上空的大气应该形成均匀一致的、明亮的桔**。但恰恰相反,科学家们很快就发现桔**的地轴上出现了许多黑色的小斑点,而且每个黑色斑点突然出现,几分钟后又突然消失掉。这些黑色斑点是何物?开始时,也许是因为弗兰克正聚精会神研究极光、等离子体等而没有注意到。因此他并没有重视这一现象,只是简单地认为,它们是因为某种电子干扰造成的,并以此来回答其他科学家们提出的疑问。直到1982年底,他的学生利用计算机对卫星照片进行信息处理时,发现计算机“读出”的照片上黑色斑点数据时而运行时而停止的反常现象。这时才引起了弗兰克的注意,促使他去揭开黑色斑点之谜。
不过那时弗兰克仍坚持说这些黑斑是由于卫星在传送照片的过程中,非常偶然地受到来自其他卫星、闪电或地面无线电波发射台的干扰而形成的。为了证实他的观点,他将过去十年间陨星进入大气层的雷达记录都收集到一块,把陨星残骸的运动与黑色斑点的运动进行对比分析。他没有料到的是,黑色斑点与陨星残骸的运动方式完全一致。这明显向他表明,黑色斑点不是电子干扰造成的,而是与陨星一样,是某种客观存在的物体。因为,若是后者的话,黑斑的运动方式应该完全是没有任何规律可循的。
为了证实黑斑是客观存在的物体是事实,1985年,弗兰克又深入做了如下试验:把紫外摄像机镜头对着大气层外缘的氢气云进行拍摄,发现氢气云与“早晨的浓雾”一样。当他们把镜头的焦点调到氢气云的里面时,他们惊喜地发现“几十个黑色的大圆盘”从大气层外起飞,然后坠入大气层之中,朝着地面迎面飞来。开始时这些圆盘很小,但一段时间之后,变得越来越大,越来越黑。这一观测结果,毫无疑问地向他们表明:黑色斑点确实是客观存在的某种物体。弗兰克还估算出,这种物体的直径大约在48公里左右。
那么,它们到底是何物体呢?弗兰克等人提出了许多种假设,但很快又都否定了。
最后,弗兰克研究小组对大气中所有数量充足的分子都逐个地进行分析。后来他们发现,能吸收频带足够宽的波长而呈现黑色只有水分子。这使他们证实了,照片上黑色斑点,是高层大气中大量的水分子聚集而形成的气体云造成的。那么,这么多的水分子是从什么地方来的呢?此时,他们才开始关注到彗星,也就是银河系中往返运动着的冰雪球。他们计算出,冰球的直径必须为9~12米,而且要覆盖有足够厚且松软的雪,才可以在大气外层形成48公里宽的气体云。于是,照片上的黑色斑点的出现和消失就很好解释:当彗星进入大气层,在大气摩擦、太阳辐射和地球引力的作用下,被粉碎而形成云时,就有黑斑出现;当云以水蒸气形式消散到大气下层时,黑斑也就消失。
黑色斑点之谜终于破解了。
1986年5月,弗兰克研究小组在《地球物理评论通讯》杂志上发表了他们的研究成果,将地球上的水可能来自彗星的新假说提了出来。一个由冰雪球组成的彗星海存在于太阳系中。彗星海中每一颗彗星的体积比一间住房并不大许多,犹如沧海一粟。所以在太阳系这个大家族中并没有多少人会注意它,但它们的数量却无法计数。自45亿年前地球诞生以来,它们就在地球引力的作用下,以20马赫的速度和每分钟大约20颗,每天28800颗的数量,成群结队地向地球冲来,每天如此,从没有间断。当它们到达距地面1400~2400公里的高度时,在引力作用、太阳辐射和大气摩擦的撞击力的合力下,把它们击得粉碎,成为细小的冰微粒消散在稀薄的大气流中,最终以雨或雪的形式降落到地面,导致地球的宽度每年约增加四千分之一厘米。这使地球在经历过地质年代之后,形成我们今天所知的河流、湖泊和海洋就足够了。
假如弗兰克的假说可以成立,将可以用来解释许多的地球物理学之谜。例如,当来到地球的彗星太多,形成过厚的球状冰云覆盖地球、遮挡阳光时,可能就会出现冰河时期。而且由于该覆盖层而导致剧烈的气候变化,从而使我们所知的整个生物物种包括恐龙都大量灭绝。又如,当复杂的有机物分子被包在冰雪覆盖着的彗星内部时,绝对可以安全地穿越大气层而降落到地面上,从而可能为地球上的生命来自宇宙空间这一长期设想提供新的凭证。
彗星海不仅向地球输送大量的水,而且可能曾向木星和天王星中某些表层至今仍然是冰的卫星输送过水。火星两极的白色冰帽也许就是彗星冰,而神秘的火星运河则可能是在火星的青春期被流动的彗星水冲刷出来的。同样,土星光环之间的辐射带,也有可能是彗星飞快地从一个光环冲向下一个光环时扬起的尘埃造成的。
由于这一假说涉及生命的起源、海洋、冰河时期和火星运河的成因等多个领域,所以,有关科学家们自然会给予极大关注。虽然有少数科学家曾对这一假说提出了各种疑问,但就目前而言,这一假说是最激动人心的新思想,谁都不可以轻易否定,只能对它做深入的研究。
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