彗星還是火山？科學家們正在改變他們對地球上的水是如何到達這裡的看法
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地球作為藍色星球已有 38 億年的歷史。古代沉積岩沉積物和冷卻成特徵性枕狀形狀的熔岩提供了無可辯駁的證據，證明液態水在地球表面已經存在了很長時間。至少這麼長。但考慮到銀河系中有多少貧瘠的岩石，地球上豐富的海洋提出了所有水從何而來的問題。
地球科學家繼續爭論兩種相互競爭的理論。一種說法認為，地球上的水可能是從小行星和彗星與地球相撞時捕獲的。但最近的研究證實了另一種理論，水始終存在於地函的岩石中，並且透過火山逐漸釋放到地表。弄清楚哪種機制更重要不僅可以讓我們更了解地球的歷史，還可以幫助我們尋找其他可以支持生命的行星。
1974年，科學家發現地函中含有比您想像的更多的貴金屬，例如鉑。這些元素是自然地被鐵吸引因此，它們中的絕大多數在地球歷史早期就被拉入了鐵核。
這導致到這個想法在地球處於混亂的嬰兒期後不久，小行星撞擊地球，帶來了一層額外的物質。這種「後飾面」可能不僅包含貴金屬，還包含「揮發性」物質，例如碳和水，已知存在在一種叫做碳質球粒隕石的小行星上。
但最近的研究表明，這種捕獲水理論的可能性似乎要小得多。 2017年1月，一項研究表明地函中的釕類型（一種喜鐵金屬）具有與外太陽系常見小行星中發現的不同的原子特徵。這表明晚期的單層來自內太陽系，那裡的揮發性物質很少，因此這些小行星並不是地球上水的主要來源。
這進一步證明了其他研究表明，在晚膠層被認為到達之前，地球上就有豐富的水。例如，有各種證據最古老的陸地礦物（鋯石）是從岩漿源與液態水相互作用中結晶而成的。這些礦物的年齡在 41 億至 43 億年間，但最終的晚期單板是最普遍的想法大約在 39 億年前交貨。
地球上的水還不夠重，不足以來自彗星。 Shutterstock
更重要的是，小行星攜帶水並不意味著它能夠成功地將這些貨物運送到地球。實際上，科學家現在相信在早期猛烈的小行星撞擊中，地球可能失去了質量，而不是獲得了質量，這個過程被稱為碰撞或撞擊侵蝕。這仍然是一個未經證實的理論，但最近的研究加拿大薩德伯里隕石坑的研究揭示了碰撞蒸發了大部分揮發性金屬鉛的證據。這意味著水等更易揮發的物質也會在撞擊中損失到太空中。
最後的線索地球上的海洋可能很早就形成了，因為地球上的氯含量比你想像的還要多。地球上早期存在的液態水會使氯溶解到某種物質中，有助於防止它流失到太空中。最後，與行星科學家不同的是，地球化學家長期以來一直在爭論地球的海洋並非來自捕獲的冰彗星，因為它們含有不同數量的「重」氫。
從內部排氣
所有這些證據表明，地球表面的水或「液體水圈」實際上是透過地球內部的脫氣而累積的。水以羥基（一個氫原子和一個氧原子）的形式儲存在地函中，並被困在礦物質中例如尖晶石。
當地函岩石融化時，水溶解到岩漿中。當岩漿上升到地表並冷卻時，壓力降低，形成晶體，水被釋放並透過火山以蒸氣形式散發。透過這種機制，可以將深層的水脫氣至表面。
開創性的實驗工作顯示 150 公里至 200 公里深處的礦物可能含有水 - 但是，最近，實驗、建模和地震數據研究表明，在地表下 400 公里至 660 公里深處也可能發現水。近期數據科學家研究鑽石晶體如何在地下深處形成，顯示水可能儲存在更深處。來自實際深層地函礦物的新證據無疑地使地球地表水來自深處的想法更有可能。
但重要的是要了解水也可以循環回地函。這意味著海洋中的水與地函中儲存的水之間存在著平衡。我們只能推測在這麼深的地方可能還鎖著多少水。
我們所知道的是海面相對於大陸陸地的平均水準在近四十億年裡保持相對穩定。這顯示水從地函中湧出和被吸收回地函的持續循環極大地幫助了生命在這個星球上的整個歷史中的延續。
