新发现有助于解释地球上水和石油的起源

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资讯发布 发表于 2020-11-21 12:49:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
新发现有助于表明地球上水和石油的劈头

星际间的分子云

水是生命之源,地球表面71%的面积被水覆盖。水让我们的地球与众差别,在宇宙中很难再也找到一个跟地球差不多的地方,然而,地球上的水从哪儿来,却始终是未解之谜。

新发现有助于表明地球上水和石油的劈头

蓝色星球

关于水的来源,有两个主要说法:自源说和外源说。

自源说以为地球的水与生俱来。地球形成的时候,能够形成水的物质就已经存在了。好比说氢元素和氧元素,会发生化学反应形成水。

水还大概存在于大气中,随着温度降低,水蒸气凝结降落到地表。

地壳深处的岩浆层在高温高压环境下能够溶解大量的水,早期地球表面就是巨大的岩浆海洋,有分析以为岩浆释放的水量能够到达现在海洋中全部水量的一半。

地球矿物中也含有大量的结晶水,在符合的条件下,岩石中的水也能够被释放出来。

地幔岩石中含有肯定比例的水,根据盘算,地幔上下层过渡带中的水是现在全部地表水的3倍。随着板块移动,火山爆发等地质运动,有相称多的水被带到地表。

外源说以为水来自彗星、陨石和太阳风等。

在地球形成初期,遭遇过大量彗星、陨石的轰炸。许多彗星现实上就是脏雪球,主要就是水和星际灰尘,彗星撞击地球会带来大量的水。陨石通常含有0.5%~5%的水,有些甚至高达10%。

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C/2019 Y4彗星在靠近太阳的过程中不测解体

含水的彗星,通常是在所谓的“雪线”以外形成的,在这里温度充足低,水凝结成冰并与其他固体颗粒组成了彗星。

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雪线(snowline,也叫frost line)表示图

太阳系的雪线被以为约莫在2.7~5天文单元之间(1天文单元即地球到太阳的距离),也就是火星与木星间的小行星带,而地球显然是在雪线以内的。

但是外源说无法表明的一个问题是,假如云云多的水被运输到地球,那么理应有大量陨石被运送到其他固体行星上。

一些同位素的分析表明,彗星冰对地球海洋的贡献小于1%。

综合各种信息,科学家一样平常以为,组成现有的地表水以自源水为主要的来源。

近日,关于地球上水的劈头问题又有新发现。

科学家证明,雪线以内的星际间有机物就能够产生大量的水和油,而无需通过彗星凌驾几个天文单元传送过来。这些星际间有机物在地球吸积形成阶段及以后徐徐进入地球。

星际间有机物加上灰尘现实上就是形成彗星、小行星的原始物质,其总量要比彗星、小行星多得多。这些星际间有机物在原始地球环境下有大概产生水。

研究职员使用化学试剂在模拟天生了星际分子中有机物,他们利用紫外线照射含有水、一氧化碳、氨的混合物,这是星际有机分子的天然合成过程。然后,在高压条件下将有机物从24℃徐徐加热到400℃。样品直到100℃都是均匀的,但在200℃分成两相。在约350℃时,水滴的形成变得显着,并且随着温度的升高,水滴的尺寸增长。在400℃下,除了产生水滴以外,还产生了黑色的油。对油的化学分析显示出与石油相似的特性。

新发现有助于表明地球上水和石油的劈头

随着温度的升高,星际间有机物产生水滴和油。在102℃,模拟的有机物是均匀的。在350℃,水滴清楚可见。在400℃时,显着产生了黑色的油。图片:Hideyuki Nakano et al., Scientific Reports

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在400℃下加热后,星际有机物类似物清楚地分为油(黑色)和水(透明黄色)两层(a:加热前,b:在400℃加热后)。图片:Hideyuki Nakano et al., Scientific Reports

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有机物模拟物通过加热产生水和油。在约350℃时显着形成了圆形水滴。图片:Hideyuki Nakano et al., Scientific Reports

实验说明高温加热星际有机质可产生大量的水和油。这表明雪线内侧产生水的大概性要比从雪线外侧通过彗星或陨石转移更大。此外,非生物油的形成表明,地球上的石油来源比以前想象的要广泛。

新发现有助于表明地球上水和石油的劈头


来源:https://www.toutiao.com/a6852817088256410116/
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