NASA的衛(wèi)星曾經(jīng)在距離地球500萬(wàn)公里處拍攝了一張照片。
OSIRIS衛(wèi)星拍攝地球和月球@NASA
從這個(gè)角度看,地球就好像是一個(gè)水球一樣,在太陽(yáng)系中的八大行星,只有地球表面覆蓋了很多水,大概占到表面積的71%,比陸地的兩倍還要大。而這些表面上的水也被我們叫做海洋。那海洋是如何形成的呢?
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今天,我們就來(lái)聊一聊這個(gè)話題:海洋的誕生。
關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,其實(shí)我們主要需要解決的是三個(gè)問(wèn)題:
水從哪里來(lái)?
鹽從哪里來(lái)?
坑從哪里來(lái)?
我們來(lái)一個(gè)個(gè)聊一聊:
這事要大約從46億年前說(shuō)起,在此之前發(fā)生了一次超新星爆炸??茖W(xué)家認(rèn)為這次的超新星爆炸來(lái)自于宇宙誕生之后的第二代恒星。
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恒星在劇烈的爆炸當(dāng)中,把自己的物質(zhì)拋灑到了太空當(dāng)中,形成了星云。其中就包含了氫、氧、碳、氮等元素。水以氫離子,羥基等形式廣泛地存在于星云物質(zhì)當(dāng)中,并且隨著星云的冷卻,與各種星云物質(zhì)發(fā)生了水化作用,進(jìn)入了礦物質(zhì)的晶格,鎖在了礦物質(zhì)當(dāng)中。其中一部分物質(zhì)在引力的作用下,形成了地球。
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因?yàn)樵嫉厍虻膬?nèi)部的溫度極高,而此時(shí)的地球更像是一個(gè)火球。
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在高溫作用下,水分汽化,與氣體一起沖了出來(lái),升到了空中。因?yàn)槿f(wàn)有引力的作用,水蒸氣和一些較重的氣體分子并沒(méi)有進(jìn)入太空中,它們圍繞著地球和氣體形成一個(gè)圈層。
后來(lái),一顆火星大小的天體,它被我們叫做忒伊亞,它在原始地球形成后的前2000年~1億年,撞上了原始地球。
忒伊亞撞擊地球
殘留的碎片形成了我們今天的月球,這是科學(xué)家提出的關(guān)于月球形成的災(zāi)變說(shuō)。
月球成因的災(zāi)變說(shuō)
后來(lái),隨著原始地球的地殼慢慢冷卻下來(lái),水蒸氣和塵埃凝結(jié)成水滴,并落到了地面,形成了一場(chǎng)持續(xù)上百萬(wàn)年的大雨。
冥古宙的大雨
這場(chǎng)大雨形成了原始海洋。
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再后來(lái),含有大量水分的彗星和小行星陸續(xù)撞向地球,簡(jiǎn)直就像是原始地球的送水工一樣。它們給原始地球補(bǔ)充了大量的水。而外太空送來(lái)的水和地球自身的水就是現(xiàn)在地球水的主要來(lái)源。
不過(guò),這個(gè)時(shí)候的水其實(shí)并不是咸的,而是酸的。在太陽(yáng)的照射作用下,水不斷地被蒸發(fā),變成了雨,雨在落回到地面,再次蒸發(fā),如此循環(huán)往復(fù)。在整個(gè)過(guò)程中,雨水溶解了巖石中的鹽分,經(jīng)過(guò)上億年的積累,海水開(kāi)始變得又苦又咸。
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因?yàn)楫?dāng)時(shí)的地球大氣還沒(méi)有氧氣,所以也不存在臭氧層,太陽(yáng)中的紫外線直接照射到地面上,導(dǎo)致地面并沒(méi)有任何生命的跡象。因?yàn)橛辛撕K谋Wo(hù),海洋里首先出現(xiàn)了生命??茖W(xué)家猜測(cè)這大概發(fā)生在38億年以前,在海底的熱泉口附近誕生了生命。
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大約在24億年前,藍(lán)藻等微生物通過(guò)光合作用吸收了空氣中的二氧化碳,并釋放出氧氣。它們的出現(xiàn)使得氧氣的含量急劇上升。氧氣在大氣層中逐漸積累,并開(kāi)始形成了臭氧層。臭氧層的出現(xiàn)阻擋了大量來(lái)自于太陽(yáng)的紫外線。于是,拉開(kāi)了一場(chǎng)生物大登陸的序幕。
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曾經(jīng)有一度,科學(xué)家自然而然地認(rèn)為海洋應(yīng)該是差不多和地球一樣的古老的??墒呛髞?lái)經(jīng)過(guò)對(duì)海洋底部的巖石進(jìn)行研究,科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn),這些巖石的壽命最老的也不超過(guò)2.2億年。
我們可以這么理解,海洋的水是來(lái)自于45億年前,而承載海水的“坑”實(shí)際上是2.2億年前逐漸形成的。也就是說(shuō),最早的原始海洋的“坑”和現(xiàn)在海洋的“坑”并不是一個(gè)“坑”。
要搞清楚這件事就得和地質(zhì)學(xué)結(jié)合了起來(lái),不過(guò)這里要先說(shuō)明一點(diǎn)關(guān)于板塊構(gòu)造動(dòng)力的相關(guān)學(xué)說(shuō),在地質(zhì)學(xué)界簡(jiǎn)直就是一場(chǎng)曠日持久的論戰(zhàn),至今都還沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確地定論。在這里,我們就挑主流的說(shuō)法來(lái)講。
按照板塊漂移學(xué)說(shuō),大概在2億年之前,地球上只有一塊“泛大陸”,它被“泛海洋”所包圍。然后“泛大陸”開(kāi)始破裂,大概到距今200,300萬(wàn)年前,才形成了現(xiàn)在這樣的七大洲和五大洋的基本地貌。
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但這只是解決了五大洋的形成,我們還是不知道為什么海洋底部的巖石不超過(guò)2.2億年。
這其實(shí)就和板塊漂移的方式有關(guān),我們要先來(lái)了解一下地球的結(jié)構(gòu)。
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地球上主要有兩種地殼:大洋地殼和大陸地殼。大洋地殼很重,但也很薄。而大陸地殼則相反,它很輕,卻很厚。而地殼下面是又熱又粘稠的地幔。在熱對(duì)流的作用下,地幔緩慢流動(dòng)著。這也帶動(dòng)著大洋地殼的生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)。
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因?yàn)榇笱蟮貧け却箨懙貧じ?,并且更薄。所以它的運(yùn)動(dòng)方式是向下俯沖的。
來(lái)源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater
在這個(gè)過(guò)程中,海底開(kāi)始擴(kuò)張,
來(lái)源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater
比如:南太平洋的形成。
來(lái)源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater
之后,以同樣的方式,海洋實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模地?cái)U(kuò)張。
來(lái)源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater
也就是說(shuō),距今2.2億年前之后,在地殼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,海底底部的巖石有過(guò)一輪的更換。所以,科學(xué)家才會(huì)發(fā)現(xiàn)海洋底部的巖石都不超過(guò)2.2億年。這也就是解決了“現(xiàn)代海洋的坑”的問(wèn)題。
我們?nèi)缃竦暮Q笠簿褪窃谶@一次板塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中逐漸形成??梢哉f(shuō),海洋的形成也是伴隨著整個(gè)地球的演化。
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關(guān)于海洋的形成,我們就說(shuō)到這里。
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