科學人 發行日期:2015/06 刊號:159
分享| 分享至新浪微博 分享至facebook 分享至PLURK 分享至twitter

地球之水 天外來

撰文/傑維特(David Jewitt)、楊恩(Edward D. Young) 翻譯/李沃龍

最近,我們觀測了其他處於行星形成階段的恆星,進一步獲得關於雪線和晚期微行星碰撞的證據。研究人員利用望遠鏡眺望星際空間,可以看見同樣發生在太陽系的初期過程,正在遙遠的區域發展。即便如此,許多關於我們海洋形成的面向依舊混沌不明,也是我們目前積極研究的目標。雖然地球海水看似古老又永恆不變,我們因新證據而更加了解海洋在何時以何種方式形成,並且判別究竟是彗星、小行星或某種完全不同的機制,為一度乾涸的地球帶來大量的水。

海洋行星

若從太空中俯視,地球可說是個「海洋行星」。水覆蓋了超過2/3的地表,也佔人體組成的2/3以上。海洋的平均深度約四公里,這些水量足以填滿直徑超過1300公里的球。但令人驚訝的是海水總量竟只佔地球質量的0.02%,舉例來說,假如地球是一架30萬公斤的波音777客機,則所有的海水只等同於一名乘客的質量。鎖在冰冠、雲朵、河流、湖泊、土壤及生物裡的淡水,所佔比率極低、根本微不足道。

更多的水可能潛藏在我們腳下深處。我們行星的地函在地殼之下,厚度約3000公里,直到地核邊緣。那裡的水並非液態水,而是鑲嵌在水合岩石與礦物的成份裡。這些岩石與礦物多數因板塊運動埋入地殼之下;少部份鎖在岩石裡的水,會透過火山活動逃回地表。地底深處是個富含鐵與鎳的地核,約佔地球質量的30%,由於氫在高溫高壓下更易與氧結合,地核可能含有比地函還多的水。

沒人知道地球內部究竟含有多少水,這是由於我們缺乏直接證據,也不太了解水進出地表的情況。一個合理的估計是單單地函所包含的水就有海水那麼多,足以使地球水量加倍。即便如此,把那份水也倒入海洋裡,卻只佔地球質量的0.04%,相當於上述波音777客機裡兩名乘客的質量而已。儘管這事看來奇怪,但是我們行星實際上非常乾燥,而我們還是想了解地球如何擁有這些水。

1 2