海洋、冰川、极地冰帽、河流和湖泊覆盖了地球表面的约71%。而在太阳系的其他岩石行星上,这种丰富的水资源似乎非常罕见。观察这个现象,不禁让人思考,地球上的水是如何形成的。
最近的一项研究表明,要感谢太阳的作用才能解释地球上如此丰富的水资源。但在讨论这个问题之前,让我们简要了解一下这个问题的实质。几十年来,行星学家和天体生物学家一直在探讨关于地球上水的起源的两个主要假说。第一个理论认为,水是在地球形成为天体的时候就存在的。根据这个理论,地幔中的矿物质含有氢和氧,然后在自然地热过程的作用下结合成水。这些水随后通过火山喷发被带到地表。还有一种可能性是,这些化学元素是在地球与另一个天体发生灾难性碰撞后被抛到了外面,从而形成了月球。然后它们结合成水,并逐渐沉积到地表。
第二个假设认为,我们的水来自于外星源头。许多专家认为,水是通过彗星、陨石和小行星带到地球的。这个理论的反对意见主要是基于数学计算。科学家们研究了那个遥远时代撞击地球的太空“外来者”的残骸。结果发现,它们中氢同位素的比例与我们在海洋中观察到的比例不符。现有的比例只有当“太空”水与更轻的同位素混合时才能产生。
最近提出的太阳假说是最新的。乍一看,它似乎不太可能,因为它认为水的起源要归功于炽热的恒星。然而,我们不应该急于下结论。事实上,太阳内部持续发生核聚变,这个过程释放出巨大的能量,太阳辐射层的温度达到摄氏一百万度以上。太阳表面会喷发出主要由质子和电子组成的粒子流,以大约每小时160万公里的速度穿越整个太阳系。
2021年,一个科学团队提出了这个新的太阳假说,并对从日本的“隼鸟”航天器采集的来自小行星系川的尘埃颗粒进行了实验。科学家们用质子轰击这些尘埃颗粒,模拟了太阳风的作用,发现会形成水。而且,这些水的同位素比例正好可以解释上述氢元素的不平衡。像系川这样的小行星肯定可以为地球提供足够的水资源。据估计,每立方米岩石中含有高达20升的水。
因此,这是对第二个主要水起源假设(也就是小行星起源)的有力论证。然而,第一个假设也没有放弃。不久前,火星上发现了表明水从行星形成时就存在的证据,这自然也适用于地球。无论是哪个理论是正确的(实际上,这两个过程可能同时发生),都表明类似地球的行星上应该存在水,而且应该存在一定距离其恒星的范围内。据今天所知,那里有水的地方应该也有生命存在。总之,我们越来越确信,在宇宙中,我们并不孤独。
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