[中配]地球水源的奧秘：從哪裏來？

45億年前 地球的開端相當坎坷 我們剛剛與一顆 類火星的早期行星發生碰撞 這一毀滅性的事件 使兩顆行星都融化 並噴出一大塊岩漿 最終冷卻成我們的月球 這一撞擊爲明古咒奠定了基礎 當然 這個名字是爲了 希臘冥界之神哈里斯而命名的 這個名字與當時地球的 地域般氛圍相得益彰 由於我們的星球如此炙熱 以至於大氣中 實際上還有氣化的岩石 我們談論的溫度大約在 2000攝氏度左右 但隨着地球和月球開始降溫 地球表面形成了一些新事物 液態水 這似乎是標準的 畢竟地球71%的面積 被我們估計的366萬億加侖水覆蓋 不過我們本不應該擁有那樣的水 我們形成的太靠近太陽了 那麼我們的水源來自哪裏 爲什麼我們有這麼多呢 這很複雜 仍然存在爭議 但我們認爲 我們的水來源於幾個不太可能的來源 隕石、太空、塵埃 甚至是太陽 水在我們的太陽系中 其實並不特別罕見 只是它分佈得更遠了 例如 木星的衛星 歐羅巴只有地球大小的四分之一 但水量卻是我們的兩倍 這與歐羅巴形成石離太陽更遠有關 因爲在我們太陽系的形成之初 我們都是星辰的產物 我們的太陽系是由一個星雲形成的 即爆炸恆星的塵埃殘骸 當那些星辰相撞並坍縮時 便形成了我們的太陽 那顆年輕太陽的引力 使得其餘的塵埃圍繞它 以扁平的盤狀雲團旋轉 這被稱爲圓形星盤 但是我們早期的太陽很熱 很快那盤塵埃開始發生分化 太陽的太陽風和磁風將氫元素 吹離了太陽 留下了主要是鐵和硅等重元素 這就是爲什麼地球是一個岩石行星 那就是我們盤中部分的組成 很多鐵和很多硅土 我們也有一些水的成分 但不是全部水由氫和氧組成 而氧氣相對較重 所以我們有很多氧氣 事實上儘管氧氣在我們的大氣中 只佔約21% 但由於它與硅和鐵結合得非常容易 因此它是我們星球上最常見的元素 但氧氣只是製造水所需的部分成分 而氫氣相當輕 因此它被吹向了木星、土星 以及其他行星 這些地方現在有很多水冰 那麼如果它一開始沒有在這裏形成 我們的缺失成分來自哪裏呢 我們的氫來自哪裏 簡單來說就是我們被它轟擊了 水冰和氫存在於外太陽系 但有時它們以太空卵石的形式 也就是小行星和隕石 進入內太陽系 有一種特定類型的隕石 稱爲球粒隕石 裏面充滿了水 但我並不是說像噴泉一樣充滿水 雖然我多麼希望 雖然我們多麼希望 但你無法像打開椰子一樣打開一顆隕石 相反 單獨的氫和完整的H2O水分子 已經成爲構成球粒隕石的 礦物化學結構的一部分 這些礦物包括蛇紋石、氯化物和烹飪土 它們能夠保持水分 這實際上是今天地球上 大部分水的儲存方式 雖然我們擁有大量液態水 但我們估算地球的岩石中 可能儲存了約18倍於我們海洋的水量 那麼你怎麼從這些礦物中提取水呢 嗯 最簡單的方法就是把它融化 這並不總是通過把那些 含水礦物拋向地球就能實現的 畢竟我們有堅固的球粒隕石 撞擊我們的星球而沒有融化 但那是因爲它們今天發生了撞擊 如果它們在前漢武紀時期撞擊地球 那將是一個截然不同的故事 在明古時代的開始 任何撞擊地表的東西 都會直接融入我們的沿江海洋中 在那裏氫與氧相遇產生的水 被超熱成氣體 比Magma輕 水蒸氣會冒泡並溢入我們的氣氛中 但這個過程是與時間賽跑 因爲我們的沿江表面在冷卻 一旦形成了堅固的岩石覆蓋層 就再也無法釋放水分了 我們發現的最古老的岩石痕跡 大約有44億年的歷史 因此這可能是固體岩石蓋形成的時間 但那些岩石上有一些令人驚訝的跡象 它們暴露在液態海洋中 沒錯 地球冷卻到足以給沿江蓋上蓋子時 我們就有了海洋 也就是說它可能與我們今天看到的海洋 有所不同 早期海底時代 地球的大氣中充滿了二氧化碳 厚度非常大 壓強可能達到215吧 約爲現在的215倍 在那麼大的壓力和熱量下 地球的表面很奇怪 今天水在達到100攝氏度時 會變成氣體 但如果你改變壓力 就可以改變水變成氣體的時機 你甚至可以通過爬山來做到這一點 在珠穆朗瑪峯的頂峯 空氣壓力僅爲海平面的三分之一 水在僅68攝氏度時 就會變成氣體 而在明古時代 更加厚重的氣氛 意味着正好相反的情況發生了 它的厚度如此之大 以至於即使表面溫度達到230攝氏度 所以我們最初的海洋是超熱的 幸運的是 那片超熱的海洋並沒有持續太久 在人類歷史的最早階段 41年前的哈德斯時代 地球的表面與今天非常相似 一層岩石的地殼 一個液態水的海洋 但不是過熱的水 還有一個與今天大致相同壓力的氣氛 所以從隕石到Magma 再到空氣 再到超熱海洋 這應該就是地球水的故事 但這個故事有一個非常大的問題 事實證明 水和隕石中氫的化學成分 實際上與地球上大多數水的化學成分 並不匹配 即岩石中所含的水 當我們說化學成分時 指的是同位素或氫的類型 氫有兩種非常重要的同位素 一種是常規的氫 擁有一個質子和一個電子 另一種被稱爲重氫 還有一個質子和一箇中子 中子使得銘比普通氫更重 我們太陽系統中 大部分的墨實際上是在大爆炸中形成的 它是球粒隕石的一個重要成分 它們富含這種舊性氫 海洋也相當深厚 但我們現代的海洋實際上 並不能很好地代表我們早期的水 首先它們的溫度並不是230攝氏度 另一方面 它們在我們地表上已經待了44億年 所以我們知道它們經歷了一些變化 奇怪的是如果我們想了解 44億年前的液態水是什麼樣的 實際上我們必須觀察那些 存在於岩石中的水 當地球的沿江海洋降溫到 足以形成堅硬岩石的封層時 並不是所有的水分都逃逸到大氣中 很大一部分被困在表面之下 位於一個稱爲地幔的地層中 隨着時間的推移 部分地幔通過板塊構造被推到地表 我們能夠觀察到地幔岩石中所含的氫 而且它比我們在海洋中看到的氫要氫的多 這也是爲什麼地球水源的來源 仍然有些爭議的原因之一 當球粒隕石擁有如此重的水時 我們的岩石怎麼會有如此輕的水呢 這個問題在過去十年中引發了大量研究 科學家確實發現了一種叫做灰石的特殊隕石 它還有較輕的氫 但他們中的大多數認爲 這些隕石不足以彌補差距 然後在2021年科學家們 報告了一些從小行星採集的有趣樣本 也許找到了答案 他們發現這些樣本中 獨特的含有高水平的氫氫 但爲了確認他們對這些氫來源的日益懷疑 他們必須複製這一過程 所以他們測量了橄欖石晶體 在暴露於相當於太陽風的條件之前 當他們後來看這些樣本時 發現它們就像小行星樣本一樣 表面有一層由氫氫構成的積水外殼 那麼這些氫水來自哪裏呢 嗯 這實際上是氫水 因爲它來自太陽 來自我們太陽的太陽風噴射出大量粒子 包括質子 當那些質子撞擊到它們路徑上的塵埃時 有時會奪走一個墊子 一個質子加一個墊子就是氫氫 把那個氫氫撞進含有氧的岩石裏 譁 氫水就形成了 或者更現實一點 把那個氫離子撞擊到一些局部的空間塵埃 或一塊隕石上 當它落到地球時 它將氫水帶入我們的熔岩海洋 並逐漸被困在我們的地幔中 因此地球上水的故事是複雜的 在冥古咒期間 我們積累了氫水 並將其儲存於形成我們地幔的岩石中 但隕石仍然不斷降落 我們的海洋最終充滿了更重的水 所以你今天飲用的水 經歷了相當漫長的旅程才能到達這裏 而且不是全部來自同一個來源 它來自太空 是隕石和被太陽曬過的塵埃的結合 它融入了我們的岩漿中 然後冒出來降落成超熱的水窪 最終它冷卻到了足以讓生命形成的程度 所以雖然地球水源的故事非常複雜 但最終的意思是 你的存在歸結爲太空塵埃和天空石子 10月12日星期三是國家化石日 我們已經將其變成了EONS頻道的年度傳統 進行一些有趣的慶祝活動 今年是4個小時的直播 米歇爾卡麗和我將在YouTube上玩古生物學遊戲 回答你的問題並與特別嘉賓一起互動 我們非常感激圍繞這個頻道成長起來的美好社區 我們想讓你深入瞭解是誰在製作EONS 以及它是如何製作的 這真是團隊的共同努力 從我們的編劇和編輯到我們的製作人和贊助人 所以我們希望您能加入我們 一同參加我們稱之爲EONS Live的史詩級直播 我會將那個時代讀作紀元 但如果你那樣說 直播紀元就沒有意義了 希望到時候見到 既然你瞭解了我們水的起源 別忘了關注早期生命的探索 看看可能是第一位地球生物的是什麼 我們對這個月的Eontologists感到驚歎 安妮和埃裏克 西金斯 蔡司 阿湘伯 克爾頓 傑克 哈特 約翰 戴維森 吳 亞歷克斯 塔梅 梅拉尼 蘭布 卡爾 內瓦爾 通過成爲Patreon貢獻者是EONS的EON NIGHT 您可以獲得有趣的優惠 比如提交笑話供我們朗讀 就像這個來自德雷克·海倫的笑話 你稱穿着無袖夾克的兩隻毛毛蟲爲什麼 背心朋友 我想任何人都可以是穿着無袖夾克的朋友 而不是小劍吃虎那樣的東西 和往常一樣 謝謝你和我一起在亞當·洛斯工作室 在youtube.com slash eons 訂閱 以獲取更多《生時光的冒險》 任何撞擊地表的物體都會直接融化 進入我們的熔岩海洋中 激光 頭上戴着激光束的鯊魚 我真喜歡那些電影