地球诞生时是个火球,那水怎么来的?为何又会下数百万年的雨?

我们生活的地球水资源非常的丰富,海洋面积占了地球表面的71%,整个海洋中有大约13亿立方千米的水。

不过这么多的水并不能被直接饮用,还记得以前我们经常会说:要节约用水,淡水资源将会枯竭!这句话其实反应了一个时代人类认知的问题,确实淡水资源只占了全球总水量的2%。

但是地球上的水循环一直都在进行,只要海洋中有水,只要我们合理利用,只要我们的生态环境不被严重的破坏,淡水资源是不会枯竭的。

因此近些年来我们很少再说节约用水这句话了,但要做到合理利用,不浪费就行。所以可以这么说:水在地球上就是一种取之不尽用之不竭的资源。

并且在地球的历史上,水资源肯定比现在更加丰富,毕竟地球不是一个封闭的系统,水经过漫长的时间也会以气态的形式缓慢的逃逸到外太空。

我们现在看到的某些陆地在数亿年前曾经也被海洋覆盖,例如喜马拉雅山脉,曾经就处在海底。因为我们在最高的山峰珠穆朗玛峰上发现了海洋古生物化石。

这就为我们带来了一个问题,这个问题也是网友在我另外一篇文章的评论中提到的问题:地球诞生的时候,是一个熔融状态的大火球,那么这一开始的水是怎么来的?为什么地球会经历长达数百万年的倾盆大雨,从而造就了全球性的海洋。

要解释这个问题,还得从地球的诞生说起。

地球和整个太阳系诞生在大约46亿年前,在此之前宇宙已经经历了将近90亿年的演化,并且在太阳系诞生的“位置”至少还存活过一颗大质量恒星。

这颗恒星可以说是整个太阳系的“爸爸”,正是它的死亡将一生中所创造的重元素抛洒到宇宙中,并且扰动了周围的星际介质,使得气体云开始在引力的作用下开始坍缩。

为太阳系的诞生提供了必要的条件以及丰富的物质。那么这团诞生的气体云中当时都有哪些元素呢?

没错就是你平时看到的元素周期表中的所有元素。那么这团气体云中的元素比例呢?请看下图:

我们只需要看含量最高的前四种元素,毋庸置疑它们分别是:氢、氦、氧、碳。

因为宇宙一开始诞生的时候,通过大爆炸的核合成阶段只为我们提供了氢元素和氦元素。按照原子的数量来说,当时(大爆炸4分钟后)氢原子的数量占了98%,氦原子数量2%。

所以氢元素和氦元素不管你在宇宙中的何处,它们的含量都是最高的。其他所有的重元素都是后来在恒星中通过核聚变的方式形成的,然后恒星通过死亡爆发,抛洒物质来丰富宇宙介质中的元素。

不过就算有恒星的核聚变,但在宇宙中所有的重元素的含量相对于氢和氦来说都是微乎其微的。

在形成太阳系的气体云坍缩的时候,中心的太阳无疑是佼佼者,它吸引的物质最多,也率先点燃了核聚变。

太阳形成时,它所包含的元素按质量计算的话,有71%的氢、27%的氦和大约2%的“其他”重元素组成。

那么地球呢?看下图:

虽说它和太阳在同一片星云中诞生,元素组成相同,但比例完全不一样,地球是一颗岩石行星,由大量的氧、硅、铝、铁、钙等重元素组成。

这是因为地球和其他三颗岩石行星(水星、金星、火星)处在太阳系的内层,太阳风的爆发和辐射吹走了大量的轻元素,并且地球的质量也不算太大,所以并不能很好的留住大量的氢和氦。

因此重元素在地球上占据了上风,不过我们别忘了宇宙中除了物理还有化学,氢元素可以通过化学分子的形式被保留下来。(氦元素在地球上真的很稀缺,这里就不再讨论了。)

由于氢元素的丰度非常高,并且它可以和第三多和第四多的氧元素和碳元素很好的键合形成水和二氧化碳。

这两种化合物比较重,因此在地球形成的时候由于引力的作用保留了相当可观的水和二氧化碳。这两种化合物被封存在了地球内部。

但是地球形成的时候,是由引力在不断的吸积物质,重力势能的释放,就导致了整个地球像一个大火球一样炽热。

因此数十亿年前的地球火山活动异常的频繁,大量的物质会从地球内部被喷射出来,当然也携带了大量的水蒸气和二氧化碳。

此时的地球大气层根本不适合呼吸,温室效应非常强,但是由于地球引力的存在这些水蒸气和二氧化碳并不会逃逸到外太空。

有了水蒸气和二氧化碳,何愁没有雨和海洋?因此地球就下起来长达数百万年的雨,水与二氧化碳融合形成碳酸, 被下到地球表面,开始侵蚀地表岩石形成了碳酸盐,以及大量了矿物质被溶解在水中。

地球也在长达百万年的降水中被逐渐的冷却,大量的水开始在地球表面积聚,就形成了全球性的海洋。

水除了来自地球内部以外,早期的地球也经常被太空陨石光顾,你想一下太阳系刚形成的时候一片混乱,需要很长的时间去慢慢的稳定下来,那些轨道附近的陨石(边角料)也会慢慢的被清理。

因此陨石的撞击也给地球带来了大量的水资源,甚至我们还认为在陨石撞击地球的过程中,还为地球带来了有机化合物,例如:氨基酸、卟啉、烷烃、芳香烃、嘌呤和嘧啶等一些复杂的碳分子长链。

甚至人们也认为地球上的生命来自于外太空。

所以说,宇宙中的星球上有水太正常了,毕竟氢和氧这两种元素非常丰富,没水才是特例。就连离太阳最近的水星的南北极中的陨石坑中我们也发现了水冰的存在。

这也是为什么我们在寻找外星生命的时候,首先都在寻找液态水,寻找和我们一样的、以碳元素为基础框架的生命。

毕竟在宇宙中由氢、氧、碳这三种最丰富的元素组成生命是最容易也是最合理的。你觉得呢?