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地球的水用了46億年 變少了嗎?科學家在一塊石頭上找到答案

地球已誕生46億年,地球總儲水量是一直保持不變還是有所增長或減少?太古層內的蛇紋石給出線索,地球水資源並沒有想像中豐富。

對於地球生物而言,水是一種非常珍貴的物質,沒有水便沒有生命。地球是一顆蔚藍色的晶瑩水球,星球上有70%的區域被水覆蓋,星球儲水總量高達13億8600萬立方千米。從數值上來看,地球儲有大量水資源,生活在地球之內應不需為用水問題感到擔憂。

但事實上,地球內的水資源並不是平均分布,部分區域十分濕潤,常年接受著風雨的洗禮,部分地區則十分乾旱,當地居民常會因為缺水而愁眉不展,其中較為典型的是非洲地區的居民。除水資源分布不均外,由於地球孕育著數種生命,單是人類,人口數量已超過70億,從平均角度來看,每個生命所擁有的水量並不多。此外,不知道大家是否思考過另一個問題:地球已誕生約46億年,在漫長的成長時光里,地球的總儲水量是一直保持不變還是不斷減少?

看到這個問題,許多朋友或許會斬釘截鐵地回答,當然是保持不變,因為地球擁有完善的水汽循環機制,地球內的水雖不斷被耗用,但它並不會消失,而會以其他方式重新回歸地球懷抱。可是,事實真的是這樣嗎?

要解答這個問題,首先需了解地球上的水從何而來。目前,對於水的來源,科學界內仍存在多種聲音,其中被大多數科研專家接受的是外源說,即地球上的水來自外部而非自己。那麼,無私給地球提供水資源的是誰呢?它很可能是一片原始星雲,它應來自於超新星爆發。

科研人員推測,質量巨大的恆星坍塌至一定程度時便會引發超新星爆發,此時,原本留存於星體內部的多種物質便會被拋射到太空中,去到太空後,各種碎片殘骸會自由組合成新的物質,地球很可能便是由多種零碎物質拼湊而成,地球上的水也可能來自超新星爆發後殘留下的含水物質。

大致了解水的來源後,我們接著分析水的運動過程。我們都知道,地球上的水都會經歷水汽循環的過程,這一過程保障了水的回收與循環。但是,許多人不了解的是,在參與水汽循環的過程中,少部分水會永遠離開地球。這是為什麼呢?

原因在於,在參與水汽循環時,水還會被迫經歷另一個過程——光解。從化學角度來看,當光子所具能量大於化學鍵能時,水分子便會被分解成氫原子與氧原子。所以,水汽溫度越高,水汽便越容易被分解。

被光分解後,原子的命運將如何?氫原子的命運與氧原子的命運迥然不同,當周圍溫度為27攝氏度且粒子運動速度為1900米/秒時,在紫外線與太陽風的驅趕下,氫很容易離開地球。相比於氫,氧忠誠很多,它不輕易離開地球,它通常會主動接觸氧分子,從而與氧分子結合成新的物質——臭氧。既然有部分元素因光解作用離開了地球,那地球會因此損失多少水呢?地球生物的生存與發展是否會受此影響?

對此,伊利諾伊州芝加哥大學的研究人員表示,通過分析隱藏在太古地層中的蛇紋石內的氫氧同位素值,他們初步得出結論:地球早期的儲水量約是現如今的1.26倍,若按此規律繼續耗損,再過100億年,地球將失去全部水資源。但幸運的是,善良的彗星時常會為地球補充水分,年均補水量為20噸。

責任編輯: 王和   來源:黑洞使者 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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