在這個(gè)藍(lán)色的星球上,我們早已習(xí)慣了水的存在,我們喝水,游泳,聽著窗外的雨聲入睡。
但請你想象一下,如果此時(shí)此刻窗外的雨,不是下一個(gè)小時(shí),不是下一整天,而是整整下了 一千萬年,會是什么景象?
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這正是地球真實(shí)經(jīng)歷過的一段黑暗歷史,在 40 億年前的冥古宙,正是這場史無前例、曠日持久的“超級暴雨”,將地球從一個(gè)燃燒的煉獄,變成了一顆擁有海洋的藍(lán)色寶石,今天,我們就穿越回那個(gè)狂暴的年代,去尋找地球海洋的真正起源。
時(shí)間撥回到 46 億年前。
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那時(shí)的地球剛剛從太陽星云的塵埃和氣體中誕生,如果你在那時(shí)站在地球表面,你活不過一秒鐘,當(dāng)時(shí)的地球,是一個(gè)名副其實(shí)的“巖漿球”,由于頻繁的小行星撞擊,以及放射性元素衰變產(chǎn)生的巨大熱量,地球表面完全被熔融的巖漿覆蓋,溫度高達(dá) 1200℃ 以上。
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沒有陸地,沒有山脈,只有翻滾的紅色巖漿海,天空不是藍(lán)色的,而是恐怖的紅黑色,空氣中充滿了致死的二氧化碳、甲烷、氨氣和硫化氫,最重要的是,那里沒有一滴液態(tài)水。
但這并不代表沒有水分子,事實(shí)上,當(dāng)時(shí)的水都以過熱蒸汽的形式,漂浮在濃厚的大氣層中,由于地表溫度太高,只要有水想凝結(jié),瞬間就會被蒸發(fā)回大氣層,整個(gè)地球就像一個(gè)巨大的、密封失效的高壓鍋,正在瘋狂地向外噴著熱氣。
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轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在大約 44 億年前。
隨著太陽系原本混亂的環(huán)境逐漸穩(wěn)定,那個(gè)到處亂飛的小行星和原行星變少了,對地球的轟炸頻率開始降低,地球終于有了喘息的機(jī)會,開始向寒冷的太空輻射熱量。
降溫開始了。
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這是一場極其緩慢的退燒,地表的巖漿開始凝固,形成了一層薄薄的、黑色的玄武巖外殼,這就是最原始的地殼,雖然地殼下面依然是涌動(dòng)的巖漿,但地表的溫度終于開始下降了,當(dāng)溫度降到 300℃ - 400℃ 左右時(shí),奇跡發(fā)生了。
你可能會問:水的沸點(diǎn)不是 100℃ 嗎?為什么 300℃ 就能下雨?
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因?yàn)楫?dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)實(shí)在太大了,科學(xué)家估算,當(dāng)時(shí)的大氣壓可能是今天標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的 幾十倍甚至上百倍,在高壓環(huán)境下,水的沸點(diǎn)會顯著升高,于是,在那個(gè)昏暗、悶熱、高壓的大氣層中,第一批水蒸氣終于達(dá)到了飽和,凝結(jié)成了液態(tài)水滴。
第一滴雨,在這個(gè)星球誕生數(shù)億年后,終于落了下來。
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這絕對不是一場溫柔的春雨,也不是一場猛烈的臺風(fēng)雨,這是一場“沸水雨”,雨水的溫度接近 100℃ 甚至更高,且?guī)в袠O強(qiáng)的腐蝕性,但是還沒接觸到地面,就會被地表灼熱的輻射熱再次蒸發(fā),重新變成水蒸氣沖上天空。
然后水蒸氣在高空遇冷再次凝結(jié),再次落下,這是一場天空與大地的拉鋸戰(zhàn),終于,隨著地表溫度進(jìn)一步降低,第一滴雨水成功砸在了滾燙的巖石上,發(fā)出“滋”的一聲巨響,瞬間炸裂成白霧,緊接著是第二滴、第三滴……億萬滴。
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天空像是被撕開了一個(gè)巨大的口子,積攢了數(shù)億年的水蒸氣,終于找到了宣泄口,這場雨,一下就是幾百萬年,甚至可能長達(dá)一千萬年,日復(fù)一日,年復(fù)一年,黑暗的天空中電閃雷鳴,那時(shí)候的閃電頻率是現(xiàn)在的數(shù)萬倍,雷聲從未停止。
滾燙的洪水在黑色的巖石上奔流,匯聚成小溪,匯聚成河流,最終填滿了地殼低洼的盆地,當(dāng)云層終于散去,陽光再次照射到地面時(shí),地球已經(jīng)變了模樣,那些紅色的巖漿不見了,取而代之的,是覆蓋了全球大部分表面的汪洋大海。
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原始海洋,誕生了。
說到這里,我們必須面對天文學(xué)界爭論最激烈的一個(gè)終極問題:這么多水,到底是哪來的?
一場雨下了幾百萬年,需要大氣層中擁有極其驚人的水汽儲量,地球剛誕生時(shí)那么熱,按理說水分子應(yīng)該早就逃逸到太空中去了。為什么地球能留住這么多水?
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目前科學(xué)界主要有兩大流派,我們稱之為“內(nèi)源派”和“外源派”。
一派認(rèn)為,水是地球自帶的,在地球形成之初,參與吸積的原始物質(zhì)中,就含有大量的水分子,這些水被鎖在了礦物的晶格里,當(dāng)?shù)厍蛱幱谌廴跔顟B(tài)時(shí),火山活動(dòng)極其劇烈,無數(shù)的火山噴發(fā),不僅噴出了巖漿,更噴出了大量的氣體。這些氣體中,水蒸氣占據(jù)了絕大部分。
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幾十億年的火山噴發(fā),把鎖在地幔深處的水,一點(diǎn)點(diǎn)抽到了大氣層中,為那場千萬年的大雨儲備了彈藥,據(jù)推算,地球內(nèi)部鎖住的水量,可能地表海洋總水量的 3 倍 以上。
另一派認(rèn)為,地球初期的水早就蒸發(fā)光了,現(xiàn)在的海洋是后來“送”來的,在地球形成后的“晚期重轟炸期”,大約 41 億到 38 億年前,木星和土星的軌道發(fā)生了漂移,這種引力擾動(dòng),把外太陽系無數(shù)冰冷的彗星和小行星,像仍雪球一樣扔向了內(nèi)太陽系,地球作為靶子,遭受了數(shù)億年的狂轟濫炸。
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彗星本質(zhì)上就是臟雪球,含水量極高,碳質(zhì)球粒隕石也含有高達(dá) 20% 的水分,每一次撞擊,都是一次巨大的注水過程。成千上萬億噸的冰在撞擊中融化、氣化,最終變成了地球海洋的一部分。
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現(xiàn)在的科學(xué)共識是,這兩種機(jī)制共同作用產(chǎn)生了海洋,但最新的同位素分析顯示,地球的水與碳質(zhì)球粒隕石最接近,而與大多數(shù)彗星不太一樣,所以,很可能我們的海洋,大部分是由小行星送來的“厚禮”,小部分是地球自帶的“嫁妝”。
如果 40 億年前,你站在那場大雨后形成的原始海洋邊,你會發(fā)現(xiàn)它和你見過的任何大海都不同:它是綠色的。
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因?yàn)楫?dāng)時(shí)的海洋中溶解了巨量的二價(jià)鐵離子,在沒有氧氣的環(huán)境下,鐵離子呈現(xiàn)出橄欖綠或深綠色。直到后來的“大氧化事件”,這些鐵才生銹沉淀,海洋才變得清澈,原始海洋的水溫可能高達(dá) 70℃ - 100℃。那是一個(gè)巨大的露天溫泉,或者說是一鍋溫吞的湯。
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大氣中高濃度的二氧化碳溶解在水里,形成了碳酸;火山噴發(fā)的氯化氫和硫化氫也溶在水里。當(dāng)時(shí)的海洋,本質(zhì)上是一鍋巨大的酸性毒湯,那場千萬年的大雨,極其劇烈地沖刷了地表的巖石,把巖石中的鹽分全部沖刷進(jìn)了海洋,從那時(shí)起,大海就變成了咸的。
雖然這鍋“酸熱綠湯”看起來像地獄,但對于生命來說,這里卻是天堂,在這個(gè)巨大的水體中,復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)開始上演,閃電提供了能量,海底的熱液噴口提供了礦物質(zhì),分子開始碰撞、結(jié)合。氨基酸出現(xiàn)了,核苷酸出現(xiàn)了,原始的 RNA 開始自我復(fù)制。
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正是這場持續(xù)了千萬年的大雨,為地球創(chuàng)造了一個(gè)流動(dòng)的、穩(wěn)定的、富含營養(yǎng)物質(zhì)的介質(zhì)。
如果沒有這場雨,地球就會像火星一樣,雖然可能有過短暫的流水,但最終干涸、凍結(jié),或者像金星一樣,失控溫室效應(yīng)導(dǎo)致水分徹底蒸發(fā),變成硫酸云籠罩的地獄,只有地球,極其幸運(yùn)地卡在了剛剛好的距離、剛剛好的大小、剛剛好的冷卻時(shí)間點(diǎn)。
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下次,當(dāng)你舉起水杯喝水時(shí),或者當(dāng)你被雨淋濕時(shí),請懷著一種敬畏的心情,因?yàn)槟愫认氯サ拿恳豢谒阊豪锪魈实拿恳坏嗡举|(zhì)上都是 40 億年前那場大雨的遺留物。
那些水分子,曾經(jīng)在冥古宙的巖漿上蒸騰,在晚期重轟炸期的隕石中旅行,在原始海洋的綠色波濤里翻滾,在恐龍的喉嚨里經(jīng)過,最后來到了你的身體里。
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那場下了一千萬年的雨,并沒有真正停止。
它只是換了一種方式,變成了云,變成了河,變成了冰川,變成了我們生命本身,繼續(xù)在這個(gè)星球上循環(huán)往復(fù),生生不息。
我們,就是那場大雨的子孫。
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