水自空間來

趙一凡

莽莽荒原，遍地余燼。長(zhǎng)空如漆，只有一輪巨日噴吐著致命的光芒。這就是45億年前，在新生的地球上所能看到的蒼涼景象。那是一個(gè)極度干旱的地球，被同樣年幼的太陽炙烤得面目全非；既無大氣，也無海洋，與今日生機(jī)勃勃的“藍(lán)色行星”相去何止霄壤。那么，賦予地球這一美名的水當(dāng)時(shí)在哪里呢？滋潤(rùn)這個(gè)星球的300億億噸甘露從何而來？整個(gè)20世紀(jì)，地質(zhì)學(xué)家們一直認(rèn)為水在地球形成之時(shí)就已存在。作為地球構(gòu)成物之一，水一開始就混雜在熾熱的巖漿中，經(jīng)由間歇泉或火山云，以蒸汽的形式從地底噴發(fā)至大氣中。

隨后，地球逐漸轉(zhuǎn)涼，滂沱大雨持續(xù)了千萬年，水坑漲成水潭，水潭漲成湖泊，湖泊漲成大海、大洋……這一解釋看上去非常圓滿，而且還有一個(gè)有力證據(jù)，那就是今天火山噴發(fā)物中極高的水汽含量。

然而，法國(guó)里昂高等師范學(xué)院地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)室地質(zhì)化學(xué)教授弗朗西斯?阿爾巴萊德(Francis Albarède)卻對(duì)此提出了異議：“地球上本來沒有水，水是稍晚由彗星和小行星帶來的?！边@一論斷值得認(rèn)真對(duì)待。弗朗西斯?阿爾巴萊德的研究于2009年9月發(fā)表在Nature上；一個(gè)月后，英國(guó)與美國(guó)的兩位地質(zhì)學(xué)家格雷格?霍蘭(Greg Holland)和克里斯?貝蘭亭(Chris Ballentine)也在另一份權(quán)威刊物《Science》上發(fā)表了相同的結(jié)論。

實(shí)際上，地質(zhì)學(xué)家們對(duì)“經(jīng)典”解釋的疑問已持續(xù)了二十多年。隨著天文學(xué)家對(duì)太陽系起源的了解越發(fā)深入，地質(zhì)學(xué)家也日益傾向于認(rèn)為地球在形成時(shí)極為干燥。須知，我們的行星與太陽形成于同一時(shí)期。而在星云中的氣體凝聚并因自身重量坍塌形成類日恒星的過程中，必然經(jīng)過一個(gè)名為“T型變星”(T Tauri)的階段。年幼的恒星此時(shí)不僅體積龐大，而且十分明亮，其噴發(fā)出的強(qiáng)勁熾熱的氣流會(huì)帶走所有氣體與易揮發(fā)物質(zhì)(如水冰)，剩余的礦物粒子則吸積成為巖石行星。

弗朗西斯?阿爾巴萊德認(rèn)為，在新生的太陽系中，水分都被刮到了距離太陽3億公里遠(yuǎn)的地帶，即恰好在近日巖石行星(水星、金星、地球、火星)與富含水分的氣態(tài)行星(木星、土星、天王星、海王星)的分界區(qū)域。此外，他還為該理論找到了地質(zhì)學(xué)方面的佐證：“地球上硫與鉛等易流失物質(zhì)極少，這說明地球及其姐妹星球在誕生初期含水量一定少得可憐。”另一有力證據(jù)是：月球礦物樣品中從未發(fā)現(xiàn)過水。既然月球是在太陽系形成3000萬年后年輕的地球與另一個(gè)火星規(guī)模的行星相撞所產(chǎn)生的，那就顯示，我們的地球起初一定也和今天的月球一樣干燥。

那該如何解釋今天覆蓋70%地表面積的水的來歷呢？“它們來自火星與木星之間的小行星帶?！备ダ饰魉?阿爾巴萊德解釋道，“在地球形成約1億年后，彗星、小行星這類天體對(duì)其持續(xù)轟擊了大約5000萬年之久?！睍r(shí)至今日，來自太陽系冰線外小行星帶的隕石還時(shí)常光顧地球。弗朗西斯?阿爾巴萊德對(duì)這些小型隕石進(jìn)行成分分析后發(fā)現(xiàn)，其中大部分的確富含水分……

接下來的計(jì)算就非常簡(jiǎn)單了?！皳?jù)估計(jì)，地幔中的含水量與地表相當(dāng)。”弗朗西斯?阿爾巴萊德指出。這即意味著地球質(zhì)量的0.05%是水。要達(dá)到如此儲(chǔ)量，只需1000萬枚“哈雷”規(guī)模的彗星降臨地球即可。當(dāng)然，地球并不是這份天外甘霖的唯一受益者，太陽系中其他巖石行星也經(jīng)受了同樣的轟擊，但地球是唯一將這些水分保存下來的星球。在離太陽最近的水星與金星上，水分蒸發(fā)并逃逸到了太空中?；鹦莿t因引力場(chǎng)較弱，同樣無法維持水的存在：雖說其地下與兩極有數(shù)十億噸水冰，但散失到空間中的水分更是絕大部分。只有地球所處位置絕佳，水分得以在此完整經(jīng)歷固、液、氣三態(tài)間的循環(huán)。

弗朗西斯?阿爾巴萊德指出，是巨量水分的到來導(dǎo)致地球上出現(xiàn)了太陽系中獨(dú)一無二的板塊運(yùn)動(dòng)。來自空間的水分滲入地幔，潤(rùn)滑了板塊，吹響了大陸漂移以及相關(guān)生命進(jìn)化現(xiàn)象的前奏。一切都可說是天造地設(shè)……

（摘自《新發(fā)現(xiàn)》）