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水究竟是從哪來的?答案太復雜 要從宇宙起源說起

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發表於 2019-10-9 19:33:23 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
來源: 新浪科技

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你有沒有想過,瀑布中奔騰而下的水究竟從何而來呢?

  新浪科技訊 北京時間10月9日消息,據國外媒體報道,水可謂無處不在,雨雪冰霜,江河湖海……我們身邊四處可見水的身影,但很少有人會問“水究竟從何而來”。而這個問題的答案也十分復雜,恐怕要一直追溯到宇宙起源時期。
  在宇宙大爆炸剛剛發生時,質子、中子和電子都在高達100億度的高溫下擠成一團。利用這些基本構件,僅僅過了數分鍾,氫原子和氦原子這兩種輕元素便開始成形,這一過程名叫“核合成”。較重的元素則出現得較晚一些,由輕元素在恆星內部和超新星爆炸期間的核聚變合成。隨着時間的流逝,恆星中誕生的重元素越來越多,包括氧在內的各種元素被源源不斷地送入太空之中,與更輕的元素相互混合。
  當然,氫氣分子和氧氣分子的形成與後續水的形成完全是兩碼事。因為就算氫氣分子和氧氣分子混合在了一起,也需要能量的激發才能變成水。這是一個十分激烈的反應過程,目前科學家仍未找到在地球上安全合成水的方法。
  那麼,地球上覆蓋的江河湖海又是從何而來的呢?科學家還不清楚答案,不過已經提出了一些設想。其中一種理論認為,大約40億年前,地球表面曾遭到過成百上千萬顆小行星和彗星的轟擊。看看月球表面密密麻麻的環形山,你就能大概想象出地球當時是什麼情況了。而該理論稱,擊中地球的這些小行星和彗星並不是普通的岩石,而是一種類似“海綿”的東西,裡面儲存的水分在撞擊地表之後便釋放到了地球上。
  雖然天文學家已經證實,小行星和彗星中的確存在水分,但該理論還是遭到了部分科學家的質疑:地球海洋中的水量如此龐大,光憑小行星和彗星撞擊也許無法提供足夠多的水。此外研究人員還發現,海爾·波普彗星中所含的重水(即由一個氫原子、一個氘原子和一個氧原子構成的水分子)遠比地球海洋中多得多,這說明要麼撞擊地球的彗星與小行星和海爾·波普彗星大相徑庭,要麼地球上的普通水(即由兩個氫原子和一個氧原子構成的水分子)另有來源。
  而就在不久前,前一種猜想或許得到了天文學家的證實。利用同溫層紅外線天文台(SOFIA),天文學家發現,當維爾塔寧彗星去年12月到達近日點時,向太空中排放的水蒸氣“與海水成分非常類似”。
  維爾塔寧彗星是一顆“超活躍彗星”,該類型彗星會向太空中排放更多水蒸氣。研究人員通過比較蒸汽中普通水和重水的比例得出了這一結論。地球海洋中的重水和普通水有着一定的比例,而維爾塔寧彗星上兩種水的比例似乎與地球相同。由於地球大氣會造成阻礙,我們無法從地球上觀察紅外光波長,只能利用太空望遠鏡和位於大氣上層的同溫層紅外線天文台對彗星開展可靠觀測。
  還有一種理論認為,地球曾在青年時期受到過太陽內部形成的氧等重元素的“轟炸”,而這些氧元素藉助一種名叫“脫氣”的過程、與地球釋放的氫氣等氣體相結合,逐漸形成了地球上的海洋和大氣。
  而一組日本科學家又提出了另一種理論,稱地表也許曾經被一層厚厚的氫氣所覆蓋,並逐漸與地殼中的氧化物發生相互作用,最終形成了海洋。
  2017年的一次計算機模擬則為部分地表水的來源提出了另一種解釋,認為水可能是在地幔深處形成的,最終隨着地震來到了地表。
  綜上所述,盡管我們還無法完全確定地球上的水究竟從何而來,但至少該為這個結果感到慶幸。


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