第一章海和洋海洋之水哪里来
地球不同于其他行星的主要特征之一,是地球上有丰富的水,全球约有四分
地球上的水呈固态、液态、气态分布于海洋、陆地以及大气之中,其中海洋水占绝大部分。占地球表面总面积的71%的海洋,占有地球上总水量13亿8400万立方千米(联合国教科文组织的世界水文学小组确定)的97.5%。若把地球上的陆地和海底都铲成平地,海洋的水将把整个地球覆盖起来,水深可达2745米。
这么多的水是从哪儿来的呢?是来自包围着地球的大气层,还是随着地球形成就已存在?人们通过考古发现,地球形成初期并无液态水。"水从何来"一直成的水,通过地球的演化不断从地球深部释放出来。其证据是,在火山活动区和火绝大比例的是水汽。但是随着人们对火山现象研究的深入,发现与火山活动有关的从地球形成至今,地球已从太阳风中吸收氢的总量达1.70×10克。若把这些氢全部与地球上的氧结合,即可产生1.53×10克的水,这个数字与现有地球水体的总量十分接近。
80年代,美国衣阿华大学弗兰克等提出了地球之水来自太空冰球的观点。他们研究了1981~1986年人造卫星发回的数千张地球大气紫外辐射图像后指出,由冰块组成的小彗星撞入地球外层大气后破裂,融化成水蒸气。估计每5分钟大约有20颗左右平均直径为10米的这种冰球坠人地球。若每颗可融化成100吨水,则每年即可使地球增加10亿吨水。按地球形成至今已有46亿年的历史,则地球总共可从这种冰球获得460亿亿吨水,是现在地球水体总量的三倍多。
最新的观点是前苏联科学家、加里宁格勒国立大学教授弗·奥尔列诺克提出的。他认为,全球海洋起源于地球内部的水,它过去是,现在也还是在地球的地质进化过程中产生的。现有规模的海洋形成于6000万年前。在各个地质时期,从地球内部渗透出来的水形成了海洋,且与地球上所有消耗的水是相平衡的。现在,每年从地球内部释放到全球海洋中的水,总量为2.2×10立方厘米。由于地球内部的脱水作用,将导致地球中心的物质浓缩,从而使地球的半径逐渐缩小,地表及其板块的曲率都将增大。他的这一独特见解已为日本宇宙卫星所获得的最新资料(夏威夷群岛正以每年39厘米的速率,澳大利亚以每年38.76厘米的速率,北美洲以每年11厘米的速率向日本靠近)和中国科学院、上海天文台和美国有关单位共同进行的"上海至夏威夷VLBI联测"结果(上海至夏威夷的距离正以每年8~10厘米的变化率在递缩)所印证。弗·奥尔列诺克的观点是迄今为止关于海洋水源的比较科学的解释。