澳洲用了40多亿年，地球上的水变少了吗？科学家在一块石头上找到答案

在澳大利亚澳洲新闻



原标题：用了40多亿年，地球上的水变少了吗？科学家在一块石头上找到答案

地球作为太阳系目前的BUG，身上有不少谜团，这其中最大的谜团就是液态水的来历。太阳系中有水的星球不少，不过很多都是固态水。

目前人们还没有在太阳系发现另一片液态海洋，只能猜测在木卫二厚厚的冰层下，可能存在液态海洋。

在宇宙中俯瞰地球广阔的海洋

如果从地球诞生开始算起，地球上的水怎么也存在了40多亿年了，那么地球上的水是变多了，还是变少了，亦或是没有变？想要了解这个问题，我们得知道：地球上的水从哪里来？地球的原始海洋有多大？其他天体存在海洋吗？海洋对于生命究竟有多重要？

地球上的水用了40多亿年，变少了吗？在一块石头上，科学家似乎找到了答案。

水是地球的血液

地球上的水从哪里来？

关于地球上的水，目前有两种假说。

一种是地球自己诞生了水。因为地球是和太阳一起形成的，地球的前身是一团星云，星云里面存在着大量的氢原子和氧原子，它们互相结合，形成了水分子，和其它成分，如岩石、尘埃等，一起构成了最初的地球。

氢元素的三种同位素

地球一开始并没有海洋，这些液态水分布在地球的各个角落，从内而外都有，并且此时的地球还是一个火球阶段，表面的液态水很有可能已经蒸发成水蒸气逃逸到了太空中，其余的液态水隐藏在地壳、地幔、甚至地核里面。直到地球冷却，它们才从地球的各个地方冒出来，汇聚在一起形成了原始海洋。

地球的内部构造示意图

还有一种说法则是，地球的水来自于彗星。初生的太阳系很不平静，一天一小撞，三天一大撞，每个天体不是在被撞，就是在被撞的路上。那个时候还没确定八大行星都是谁，任何一个天体都有希望，于是就展开了激烈的“争夺”。地球也免不了一顿撞，我们唯一的天然卫星月球就是当时被撞出来的。

彗星的组成示意图

这些撞击的天体里面，就有彗星。彗星含量最多的就是水，只不过是固态，外加固态的甲烷等气体。撞击到地球上之后，固态水融化，慢慢汇聚成海洋。并且科学家们还推断，彗星撞击不止一次，而是多次。如果这个假说成立，那么地球上出现的生命，很有可能不是地球孕育的，而是跟随彗星到来的。

水的三种状态：固态、液态、气态

不管是哪种方式，我们都不能否定，生命起源于海洋！大约38亿年前的原始海洋中，诞生了第一个生命。那么，原始海洋和今天的海洋相比，是变大了，还是变小了？

地球上最早诞生的是单细胞生物

地球的原始海洋有多大？

目前地球上最古老的岩石是阿卡斯塔片麻岩，只比地球年轻6亿岁。通过氢氧元素的同位素追踪法，科学家们发现，它曾经是被水覆盖的。也就是说，它的确起初是海洋，是后来才变成的陆地。

阿卡斯塔片麻岩

并且地球上的陆地岩层年纪普遍都偏小，有的甚至只有几千万岁，在地球面前真的就是一个“小孩子”。想要寻找阿卡斯塔片麻岩这样的高龄岩石，反而不容易。于是科学家们经过计算得出了一个结论，早期的海洋体积比今天大了约26%。也就是说，地球的水，在40多亿年的时间内变少了。这些水都去哪儿了？

答案是逃逸去太空了！我们现在赖以为生的大气层，在地球早期并不是今天的样子。那个时候，地球的大气层很薄，而且多是甲烷、硫化氢、二氧化碳。这些气体组成的稀薄大气，无法抵挡当时的紫外线。在紫外线的轰击下，水分子被分解成氢气和氧气。氧气会与大气中的甲烷、硫化氢等反应，被消耗，氢气则直接逃逸进入太空。

光解作用：物质由于光的作用而分解的过程

地球真正开始保护自己的水，是在大约26亿年后，因为蓝细菌的光合作用会产生氧气，它在将一切能氧化的物质氧化了之后，大气中出现了有利的氧气。氧气在大气层反应生成了臭氧，它们阻挡了紫外线对地球的轰击。从那之后，地球失水的速度减弱。而我们最初的陆地，就是那逝去的26%的水。

高空臭氧能阻挡紫外线保护地球

所以从岩石来看，地球上的水其实是变少了的。关于地球上的水还会不会继续减少，科学家们也无法给出准确的回答。因为我们的地球现在已经拥有了一套比较完善的大气系统，能够抵御宇宙射线分解水。因为有现在的大气层，所以我们不会轻易失水。然而现在，人类对环境的破坏，导致大气中二氧化碳增加，未来大气会发生什么改变，我们还真的无法预测。

大气层的分层结构示意图

此外，人类发展核聚变科技，某种程度上会让水变少。因为核聚变采用的原料是氢原子，氢原子需要从水中获得。这就需要我们对水进行拆解，一个水分子可以得到两个氢原子和一个氧原子。如果以后大肆发展核聚变，那么被拆解的水分子就会越来越多。

那么除了地球，别的星球上有水吗？

核聚变反应式

其他天体存在海洋吗？

答案是肯定的，光是太阳系，就有木卫二这颗知名卫星被寄予海洋的厚望。根据观测，木卫二上被厚厚的冰层覆盖。但是，它的内核温度也许比较高，所以冰盖之下，可能存在液态海洋。

此外，火星的两极也存在固态水，而科学家们也认为，火星的地层之下还有少量液态水存在。推测在大约30多亿年前，火星上存在着海洋。因为在火星上发现了“V型”峡谷，这是水流才会形成的地貌。火星的外表特别像地球上极其干旱的地区，而且探测器还发现了蓝莓石，这是水流侵蚀才会有的。

水手号谷：火星最大的峡谷，能看到明显的水流冲刷痕迹

科学家们推测，火星就是一颗没有发展出大气的“地球”，如果当初地球没有建立起有效的大气层，那么它的今天也会是一颗荒凉的星球。火星上的水，被太阳和宇宙的射线分解掉，最后逃逸进入了宇宙，再也不会回来。可能只剩下小部分藏在地下，或者被冰封在了两极。

太阳系之外存在海洋的概率就更大了，因为光我们所在的银河系，就有超过1000亿颗恒星，假设每1颗恒星都有1颗像地球这样的行星，那么银河系的海洋就会有超过1000亿片。这些行星会成为人类未来的移民目标。

星际移民想象图

为什么海洋成为了一个行星如此重要的衡量标准？这就得提到地球的生命诞生。

海洋对于生命究竟有多重要？

如果一颗星球上的生命形式是碳基生命，那么水是它生存下去的必须。因为碳基生命中，除了碳链外，剩下的很多位置都是氢原子，这说明在合成生命的时候，需要用到大量的氢。能一次提供足够的氢原子的，除了水没有别的物质。当然，这些都是以地球生命为例得出的结论，如果是硅基生命，那么一切都和我们不一样。

碳氢链可长可短，可以是树枝状或环状

地球上的第一个生命诞生于大约38亿年前，第一批离开海洋的生命是在大约4亿多年前的奥陶纪，两者之间有差不多34亿年的时间间隔。说明，生命在海洋中的演化占据了整个生命历史的很长一部分。但凡这中间出现了什么差错，比如像火星那样失去了水，那么生命的长河都会戛然而止！

水是万物之本源，万物终归于水

海洋是现如今所有生物的故乡，水也是人类不能缺少的重要资源。因此，在没有移民其他星球之前，我们最好爱护海洋、保护好水资源。地球的水历经了40多亿年的岁月，别最后被人类给败完了。

澳洲中文论坛热点