书城科普读物地球年龄知多少
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第6章 地球有水的历史

众所周知,生命离不开水,地球生命起源的一个重要条件是因为有水。但水是从什么时候来到地球上的呢?

天文学家发现,在太阳系诞生时构成地球的原始物质中就含有水。天文学家通过对太阳系中小行星和彗星的光谱分析,发现其中含有大量的水分,主要是以冰块及水合化合物的形式存在。这些小行星和彗星实际上是45亿年前形成太阳系各大行星时的残留物质,由于低温而基本保持着当初与构成早期地球的物质基本相同的原始状态。

不过在地球诞生之初,首先经历了一个高温的阶段。通过引力而凝聚的星子在相互碰撞中释放出大量能量,再加上地球内部大量放射性物质产生裂变和衰变、地球凝聚时由势能转化而来的动能,导致地球内部温度升高到熔融,使得内部的水分全部沸腾成气体,再加上太阳风的强烈作用和地球刚形成时引力较小,这些水分几乎全部逃逸到太空中。

后来,炽热的行星开始冷却,地壳凝结为固体。这时,来自天外的小行星和彗星形成流星雨,频繁光顾地球,带来大量的水和各种有机分子,形成地球最初的原始海洋,生命开始孕育了……目前古生物学家根据在格陵兰和希腊发现的含有属于生命有机体的古老碳遗迹岩石判断,至少38亿年前地球上就有生命活动的迹象。到37亿年前,生命有机体已经在地球上完全站稳了脚跟。

那么,这场给地球带来大量水和有机分子的流星雨究竟发生在什么时候?规模有多大?又是什么时候终止的?科学家们很想搞清这一点,因为这对于了解地球生命的起源问题很重要。

遗憾的是,当初那些陨星撞击留下的痕迹早已被后来几十亿年的地质变迁抹掉了。一些科学家试图根据海水中的含盐量,间接测定原始海洋最初形成的时间,因为海洋中的盐分是亿万年来陆地和海底岩石中的矿物质溶解后不断地汇集于海水中逐渐积累的。但是这种估算方法并不可靠。

幸运的是,当年那段流星撞击记录却在月球上保存了下来。由于没有水和大气的侵蚀和风化作用,也没有内部热量导致的地质活动,使月球自形成起基本上仍然保持着最初的原始状态。

月球是距我们最近的天体,也是地球数十亿年演化过程始终陪伴在身边的“伴侣”,甚至可以说是我们地球的“影子”,当年那场撞击风暴不可避免地也落在了月球的表面,留下无数巨大的环形山(撞击陨石坑)和盆地(直径大于300km的撞击坑),至今仍历历在目。

根据美国“阿波罗号”航天员从风暴洋、宁静海和澄海等地点收集到的撞击熔融岩样,研究人员进行了放射性同位素测年分析,估算出撞击发生的时间为38.7亿年前。