地球上的水只分布在地表么?还是地球内部也有水?

地球的水到底在哪?

地球是八大行星当中,唯一一个表面有大量液态水的行星,但实际上地球的水储量并不算丰富,即便如此水占地球表面也差不多达到了71%左右。

那么,这就是地球上所有的水的储量了么?

实际上,并非如此。

地球表面的水只占据地球总水量的一部分,而且是一小部分。这些水绝大多数都在地幔当中,这到底是咋回事呢?这就要从水的起源说起。

水的起源

话说早期地球形成时,构成地球的元素当中就含有水,主要是以氢离子,羟基等形式通过水化作用进入到物质的晶格当中。后来,由于地球形成时是个大火球,许多水都被烘烤出来,以水蒸气的形式存在于大气当中,由于地球引力的作用,它们才没有像氢气那样跑掉。

有没有证据呢?实际上是真的有,有地球的岩石为证,也就是尖晶橄榄石,或者叫做林伍德石。

下图就是尖晶橄榄石结构示意图,其中灰色大球就是氧原子,红色小球就是氢原子,也就是说这种岩石富含水。


这种岩石是主要的造岩矿物,它广泛分布在构成地球的深处过渡带。

距地球表面200km的地下深处的尖晶橄榄石含水浓度就非常大,具体有多可观呢?根据科学家们的测算发现,大概100万个晶体分子当中,就差不多能有2000个水分子。

而距地球表面410到660千米深度的尖晶橄榄石差不多可以达到100个晶体分子当中,就能有1.5个水分子的存在。

通过理论计算和测算,科学家提出,在上下地幔的过度带上应该具有大量的尖晶橄榄石。


并且,科学家还对在部分的水的总量进行了估算,如果我们按照尖晶橄榄石的平均含量仅为1%的计算(实际上已经往低了去估算),那么仅仅是尖晶橄榄石所带有的总水量就达到了4.5*10^(10)亿吨,这个数字比地表总水量的三倍还要多。

所以,从这点来看,地球的水就不只是在地球的表面和地球的地壳当中,而是有大量的水是在上下地幔过渡带上的尖晶橄榄石当中。那水到底是什么时候进入到这些岩石的晶格当中的呢?坦白的说,这个问题至今还没有得到解决。

地表和地壳的水

至于地表的水,科学家后来在澳大利也发现了锆石碎片,通过测年法,科学家确定了这块锆石碎片是44亿年前的,它存在于地壳里,而不是地幔里。地球也就是形成于45~46亿年前,也就是说,地球形成之初地表和地壳就有水了。

后来,科学家根据各种现有的证据进行推算,他们认为地球早期形成没多久,地球表面和地壳就已经存在了水。而地壳和地表的水,其实也在循环,这是因为板块移动导致的。地壳分为两种:一种是大陆地壳,比较轻,也比较厚;一种是大洋地壳,比较重,比较薄。由于地幔温度高,又很粘稠,加上热对流的作用,地幔就会流动,也就是会带着地壳动。

因为大洋板桥更重,也更薄,因此就会呈现向下俯冲的状态,这时候就会有大量的水进入到地壳当中,下图中右侧,我们就能注意到这些水后来还会跟着火山岩浆回到地球的表面。

这种现象不仅出现在地球历史上那些板块运动激烈的时候,实际上,时至今日也没有停下来过,2018年11月份,有科学家发布了他们对于在马里亚纳大海沟的研究,研究表明马里亚纳大海沟附近,有大量的水被吞噬到地壳当中。

最后,我们来总结一下,水其实存在于地表,地壳和地幔当中,至于再往深还有没有,我们目前不得而知。就目前所知道的情况来看,地球大部分的水,大概超过75%以上的水应该都在地幔当中,被保存在尖晶橄榄石的晶格当中。而地壳和地表的水只占总水量不到25%的量。