地球之水哪里来

在太阳系里，地球是颗得天独厚的天体，它离太阳不近也不远；温度不太高也不太低；有稠密的大气层和丰富的水资源。据计算，地球上的水的总量达到145亿亿吨。它广布于地球的各个角落。江河湖海是它们的故乡；地下、大气、岩石和矿物中有它们的踪影；甚至在所有生物体中，水几乎占有它们组成物质的三分之二。 　　水使地球生机盎然，水使地球生命能繁衍生息，水带来了人类文明世界进步。当人们放眼宇宙时，才发现地球与其他行星比较起来，是那么特殊，地球是唯一拥有液态水的行星。那么地球之水是从哪里来的呢？ 　　很多人这么认为，地球之水与生俱来。 　　太阳系形成假说——星云说认为，地球和太阳系的各大行星，均起源于一个原始星云——太阳星云。太阳星云的物质由三大类组成：一类是气物质，包括氦和氢，占总重量的98.2％；另一类是冰物质，包括水冰、氨、甲烷、氧、碳、氮和氢的化合物，含量约为1.4％；再一类是土物质，主要包括铁、硅、镁、硫等重元素与氧的化合物，它们的数量在星云中只占0.4％。 　　太阳星云起先是非常疏散的。在万有引力的作用下，大的物质吸引小的物质，最后在中间形成了太阳，周围形成行星。在行星演化的漫长过程中，由于受到中心天体——太阳热力和引力的影响，气物质、冰物质和土物质的分配是不均匀的。它因距太阳远近不同而不同。地球离开太阳较近，所以它主要由土物质组成，也有少量的冰物质和气物质参与。其中参与组成的冰物质就成了地球上水的来源。 　　科学家认为，地球之水除与生俱来的外，还通过自身的演化而不断地释放。例如在火山活动区和火山喷发时，都有大量的气体喷出，其中水蒸汽占75％以上。还有，地下深处的岩浆中，也含有水分，而且深度越大，含水越多。除此以外，和地球同宗同祖的陨石，里面也含有0.5％～5％的细微水分。由此可以证明，在由土物质组成的地球中参与了一定数量的水。 　　然而，随着人们对火山研究的深入，有人发现，火山活动时释放的水，并不是新生的水，而是渗入地下的雨水。科学家是通过测定这些水的同位素以后才认识到这一点的。因此这种有根有据的说法无疑对“地球之水与生俱来”的假说是一种挑战。 　　为了寻求地球之水的渊源，有人把眼光投向了宇宙。他们说，地球之水的主要来源是在地球形成之后，从宇宙中添加进来的。 　　1961年，有一位叫托维利的科学家提出了一个令人耳目一新的假说。他说，地球上的水是太阳风的杰作。 　　太阳风顾名思义就是由太阳刮起的风。当然这种风不是流动的空气，而是一种微粒流或叫作带电质子流。太阳风的平均速度达每秒450千米，比地球上的风速高万倍以上呢！当太阳风向近地空间吹来时，绝大部分带电粒子流被地磁层阻挡在外，少量闯进来的高能粒子马上被地磁场捕获，并囚禁在高空的特定区域内。 　　托维利认为，太阳风为地球作出了有益的贡献，那就是为地球送来了水。这话该怎样理解呢？ 　　托维利经过计算指出，从地球形成到今天，地球已从太阳风中吸收的氢总量达1.70×10克。若把这些氢和地球上的氧结合，就可产生1.53×10克的水。这个数字与现在地球上水体的总量145亿亿吨十分接近。更重要的是，地球水中的氢和氘含量之比为6700∶1，这与太阳表面的氢氘比也十分接近。因此，他认为地球之水是太阳风的杰作。 　　但是，反对这种意见的人提出了质疑：水虽有可能来自太空，却也在不断地向太空散逸。这是因为大气中的水蒸汽分子会在阳光的紫外线作用下发生分解，变成氢原子和氧原子。 　　氢原子由于很轻，极容易摆脱地球的束缚，飞向星际空间。据计算，它的逃逸数量与进入地球的数量大致相等。因此，他们认为，如果地球之水光靠太空供给，而自身没有来源的话，地球不可能维持现有的水量。 　　地球上每天都在接纳天外来客——陨石。这些来自太空的不速之客大部分是石陨石和铁陨石，但也有一些是冰陨石。加入地球“家庭”的冰陨石究竟有多少？它们对地球之水的贡献如何？人们从未注意过，也许认为它们的数量微乎其微，无足轻重。 　　不久前，美国依阿华大学的科学家弗兰克提出一个论点。 　　原来，弗兰克在研究人造卫星发回的图像时，对 1981～1986年以来的数千张地球大气紫外辐射图产生了兴趣。他发现，在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。每个小黑斑大约存在2～3分钟。这些小黑斑是什么？经过多次分析，否定了其他一些可能之后，他认为这些黑斑是由一些看不见的由冰块组成的小彗星，撞入地球外层大气后破裂、融化成水蒸汽造成的。他还估计，每分钟大约有20颗平均直径为10米的这种冰球坠入地球。若每颗可融化成水100吨，则每年即可使地球增加10亿吨水。地球形成至今已有46亿年历史，这么算来，地球总共可以从这种冰球上获得460亿亿吨水，是现在地球水体总量的三倍以上。即使扣除了地球历年散失掉的水分，和在各种地质作用中为矿物和岩石所吸收，以及参与生物体组成的水之外，仍然绰绰有余。 　　地球之水来自天外冰球的说法，虽然有一定道理，但也受到了挑战。一些研究者在对旅行者二号航天器拍摄的大量照片研究之后，否定了大量冰球飞入地球的看法。因此，地球之水从哪里来还没有定论。 　　南极冰盖消融之谜 　　南极冰盖总面积为1398万平方公里，平均厚度为2000～2500米，已知最大厚度为4267米，总储水量为2160万立方公里。若整个南极冰盖融化，将使全球海平面上升约61米。近年来科学家们发现，南极的冰块在慢慢地消融，南极半岛的面积比过去缩小了。一些科学家还发现，最近几年，由于南极西部和西南部冰层的融化，使热带和温带许多地区的海平面每年大约上升6毫米，目前海平面上升速度约为40年前的10倍。有些科学家认为南极冰盖消融的原因是“温室效应”。持这种观点的人认为，由于人类燃烧大量石油、煤和天然气，二氧化碳持续增加，地球大气层聚积越来越多的热量，因而相应地导致海洋水温的升高，海水中的二氧化碳不断地释放出来，形成恶性循环，这是南极冰盖逐渐消融的根本原因。有些科学家不同意“温室效应”是引起南极冰盖消融的原因，他们认为，从1940年以来，正当南极冰层逐渐消融的同时，北半球出现越来越冷的现象，而且在继续变冷，温室效应无法解释这种现象。同时，二氧化碳到底是怎样引起南极冰层消融的，尚无可靠的答案。有人还认为，地球升温，热空气能蒸发更多水分，使海洋上空的大气环流含水量增大，当这种气流到达南极，可能增加南极地区的降雪，促进南极冰盖的积累，就是说温室效应不仅不会使南极冰盖消融，而是相反，能使它增长。那么，南极冰盖消融究竟是何缘故？仍然是一个谜。 　　南极巨型冰雕之谜 　　南极洲是一片冰天雪地无人居住的地方，最近令科学家迷惑不解的是，在南极洲对面海岸接近印度洋之处发现了不少雕刻成各种动物如海豚、鱼、狮子的巨型冰山，在海上四处漂浮！ 　　它们究竟是谁做出来的？又是为什么呢？这一连串疑问，令科学家非常迷惑不解。“一些足有千万吨重的巨大冰雕。”瑞典海洋学家查·柏德逊说，在1993年研究船经过当地时，也曾亲眼目睹一些奇怪冰山在海面漂过：“我们虽然并不知道是谁做出来的，不过我们却肯定，那绝非人手能雕凿出来。那些冰雕从60至150英尺高都有，从1993年8月我们拍摄到的一辑照片显示，它们造型和比例维妙维肖，就连眼睫毛，小狮子的爪，也清楚可见，可以说雕刻得极仔细。” 　　数家国际航运公司的发言人，亦证实在1990年夏天开始，收到不少船只的报告，说见到这些巨型冰雕在南极一带海面出现。为了调查此事，柏德逊博士曾经访问过356名船员，他们都声称见过这些神秘冰雕。 　　最为奇怪的是，在这些巨型冰雕的上空，还同时出现彩虹似的光芒，不管是白天或夜晚，都清楚可见。“那些冰雕的彩光究竟从何而来，或只是某种自然的现象，我们仍在查探中。”柏德逊博士在瑞典首都斯德哥尔摩的记者会上说。 　　这些神秘的巨型冰雕到底是由何而来，一直成为科学家很想解开而又解不开的谜。 　　好望角多风暴之谜 　　好望角一带屡出意外引起了世界的震惊。在连接红海和地中海的苏伊士运河开凿以前，这里是大西洋和印度洋之间航运的必经之路。即使在今天，37万吨以上的巨轮也还是要绕道好望角！西欧和美国所需要的石油，一半以上需用超级油轮经好望角运送。因此，说好望角是石油运输线上的“咽喉”一点也不过分。现在，要是“咽喉”出了毛病，那还了得！ 　　一批又一批的科学家来到好望角附近，调查研究这里风急浪高的原因。经过一段时间的工作，科学家将造成好望角附近海域风浪大的原因归纳成以下两种说法。 　　有些人认为，好望角附近海域风浪大是由西风造成的。好望角位于非洲大陆的西南端，它像一个箭头突入大西洋和印度洋的汇合处。因为好望角恰恰位于西风带上，所以当地经常刮11级以上的大风，大风激起了巨浪，经过的船只就处在危险之中了。 　　“西风带说”的理论固然有一定的道理，但它存在一个致命缺点。因为这种学说不能解释在不刮西风的时候，为什么海浪还是如此之大。一年 365天，并非天天刮西风，刮西风时海浪可能被风激得老高老高，但不刮西风时呢？海浪还是那么大，那又该如何解释呢？ 　　针对这一点，美国一位科学家提出了另一种学说——“海流说”。这位科学家分析了多起在好望角附近海域发生的海难事件。他们发现，每次发生事故时，海浪总是从西南扑向东北方，而遇难船只的行驶方向是从东北向西南。也就是说，船行的方向正好和海浪袭来的方向相反，船是顶浪行驶的。科学家还实地调查了当地的海流情况。他发现，好望角附近水下的海流与船只行驶的方向是相同的，换句话说，海底的海流推动船只顶着海浪前进，几股力量的共同作用就造成了船毁人亡的结果。 　　然而，“海流说”和“西风带说”一样，也存在着不足。比如，海水是流动的，很难断定，在一年的365天中，海流的方向也保持恒定。然而，不管是什么日子，船一到好望角附近的海面，马上就陷入危险的境地，这又是为什么呢？科学家们很难自圆其说。 　　直到现在，好望角附近的海面仍在无情地吞没不幸的船只。要是哪一天人类能彻底掌握风浪活动的规律，好望角附近的天堑就一定能变成通途。 　　大山铺恐龙公墓 　　四川省自贡市是我国的“恐龙之乡”。自贡的恐龙化石埋藏在中侏罗纪下沙庙粗浅灰绿色砂岩之中，其数量之多，门类之丰富，保存之完好和埋藏之集中，在我国乃至世界同一地质时代的地层中极为罕见，具有十分重要的科学价值。恐龙公墓是怎样形成的？这是一个科学家们非常感兴趣的问题。为回答这个问题，科学家们进行了不断的探索，但看法不一，目前比较有代表性的意见有3种： 　　第一种是原地埋藏论。这种意见认为，在1亿6千万年前的中侏罗纪，大山铺地区河流纵横，湖泊广，气候温和，是恐龙生存繁衍的好场所，成群结队的蜥脚类恐龙生活在这水草丰美的湖滨平原上。由于大批恐龙食了含砷量很高的植物而中毒突然暴死，被迅速埋藏于较平静的低能沙质浅滩环境中，属未搬运的原地埋藏。但是，这种说法又使人感到证据不足。因为当时大山铺植物的砷含量的平均背景值是多少？致使恐龙暴死的砷含量又是多少？取样是否具有代表性？如能将这些质疑阐述清楚，这一理论必定是很理想而独特的。 　　第二种是异地埋藏论。这种意见认为恐龙是在异地死亡之后被搬运到本区埋藏下来的。其证据有：1.本区恐龙化石已发掘采集100多个个体，其中完整或较完整的仅有30多个，约占总数的1/5；如果是原地埋藏，无疑应大都是完整或较完整的个体，事实恰好相反。2.纵观化石现场，除埋藏丰富、保存完整容易被人发现的特征外，还有一种不易被人注意的现象是，靠边上部或地表的化石较破碎零散，大都是恐龙的肢骨经搬运后被磨蚀得支离破碎；同时，越是接近上部岩层，小化石越多，如鱼鳞、各种牙齿遍及整个化石场，鸟脚龙，剑龙与蛇颈龙的椎体也十分零星，并具有从南到北由多到少的分布规律。下部几乎是躯体庞大的蜥脚龙，保存都不完整，很明显是经过搬运后的结果。3.砾石的发现是研究沉积环境的重要证据，也是地质工作者追索的目标。发现的砾石均位于化石层的底部，从其特征判断是经过搬运的产物，可能与恐龙化石群的形成有密切关系。 　　第三种是综合论。目前大多数人都倾向于这种意见，他们认为，大山铺恐龙公墓中大部分系被搬运后埋藏下来的，也有少部分为原地埋藏的，是综合形成的恐龙公墓。本区恐龙与其他脊椎动物为何如此丰富？如果只有恐龙一个家族在此埋藏，两种理论都比较容易理解，但除一般恐龙外，还有能飞行的翼龙，水中生活的蛇颈龙，迷齿两栖类等等。从它们的生活环境来看，各不相同。事实证明，中侏罗纪的大山铺是一个洪泛平原，这些古老的爬行动物也可能和现生动物一样，对生活环境具有明显的选择性。恐龙中性情温和的蜥脚龙常成群结队生活于地形较低的湖滨平原上；剑龙喜居比湖滨稍高而常年杂草丛生的山林中；鸟脚龙以其形态轻巧灵活又善于奔跑的特点，活跃于较高的山间密林中。其他脊椎动物，如翼龙，仅能在湖岸间作低空飞行。恐龙与这些脊椎动物的生活环境和习性有着极大的区别，但它们为什么会集中到一起来呢？这难道不是一个谜吗？要解开这个谜，只有承认它们是综合形成的。 　　广西两个水潭之谜 　　广西境内有两个奇怪的水潭，一个是融水苗族自治县风景区中的古鼎龙潭，1986年1月10日早晨6时，突然间响起了“古道场”的锣鼓声、唢呐声、木鱼声。响出的声音富有节奏感。锣鼓乐声一直响到当天晚上10时才停下来。人们闻讯纷纷前来，不到3小时就聚集了7000多人。据说，这种自然奇乐在1953年春也出现过，隔了30多年又重演，其奥妙何在，有待揭开。 　　另一个是天等县的楞特（壮语音译）水潭，它位于天等逐卜上屯村前的田垌中间，水深约10米，潭面面积相当于两个篮球场，潭底如锅，潭底的偏东处有个水缸大小的洞，与地下河相通。雨季，地下水从洞中冒出，进入潭中，有时流满溢出潭外。入秋后河水水位下降，到隆冬，水位趋于稳定，水平如镜，清澈见底。令人惊奇的是，在这段时间内如果有人在潭边高声喊叫，潭水就会泄入地下河。当地人们常在这里集结40～50人，环绕水潭高声齐喊，或鸣锣击鼓，或向河水投石，一阵喧闹之后，河水就会随着叫喊声锣鼓声向河底的那个洞涌去，瞬时显出一个漏斗，形成急流漩涡，这漩涡逐渐下落，1个多小时后整个河水就流完进入暗河。潭水泄干之后，过8～9个小时潭底的洞又向潭中冒水，潭水水位随之渐渐上升，直到恢复原来的潭水水位。 　　楞特潭的这种奇景实在令人叹为观止！至今它的奥秘还未被揭开。 　　幽灵岛·死神岛·“长人”岛 　　在南太平洋的汤加王国西部海域中，有个名叫小拉特的岛屿。据历史记载：公元1875年，它高出海面9米；1890年，高于海面达49米；1898年，该岛消失，沉没水下7米；1967年，它又冒出海面；1968年，它又消失了；1979年，再次出现……像这种时隐时现，出没无常的岛屿，人们称为“幽灵岛”。“幽灵岛”在爱琴海桑托林群岛、冰岛、阿留申群岛、汤加海沟附近海域曾多次发现过。它是海底火山耍的把戏：火山喷发，大量熔岩堆积，火山停止活动后便形成岛屿；一段时间后，岛屿下沉、剥蚀，隐没在海面下。 　　在距加拿大东部的哈利法克斯约300公里的北大西洋上，有个名叫塞布尔（法语，意为“沙”）的岛屿。此岛位于从欧洲通往美国和加拿大的重要航线附近。历史上有很多船舶在该岛附近海域遇难。近几年，船只沉没事件又频频发生。据不完全统计，从古至今，在该岛附近海域罹难的船舶不下500艘，丧生人数达5000人以上。因此人们称它为“死神岛”。较多学者认为，这是因为该岛位置和面积经常变化，岛的附近有大片流沙和浅滩，加上气候恶劣，容易使船只搁浅沉没。也有人认为，岛附近海域磁场与邻近海面不同，且变幻无常，造成船上导航罗盘等仪器失灵，而发生海难……究竟什么原因仍需进一步研究。 　　加勒比海上的“马提尼克岛”，从1948年开始，出现一种奇异的现象：岛上的人特别高，成年男子平均身高达1.90米，成年女子平均身高1.74米；岛上的动物、植物个体也较大，比如该岛的老鼠一般有猫那么大。外来的人在岛上住一段时间，也会“增高”。法国科学家格莱华64岁时和他57岁的助手，在岛上生活两年，两人分别增高8厘米和6.5厘米。因此，该岛被称为“长人”岛。一些科学家认为，可能该岛蕴藏着某种放射性矿藏，使生物体机能发生变化。也有人猜测可能有一只飞碟或其他天外来物坠落在该岛，这天外来物的残骸放射出一种性质不明的辐射光，使人或动物个体增大……目前，这仍是一个待揭开之谜。 　　神秘的墓岛 　　位于太平洋的波纳佩岛的东南侧，有座名叫“泰蒙”的小岛。“泰蒙”小岛有许多延伸出去的珊瑚礁浅滩。在这长约1100米、宽约450米的珊瑚礁基上，矗立着89座大大小小的高达4米的建筑物，这些建筑物系用巨大玄武岩石柱纵横交错垒起来的。据当地人说，这岛是历代酋长的墓葬重地，因而被人称为墓岛。 　　墓岛充满了神秘的色彩。 　　墓岛上的建筑物半浸在海水中。人们只有在海潮时才能驾小船进去；而在退潮时，那儿是一片淤泥，人们无法进去。当地人说，这是死者的意愿，不让外人侵扰亡灵的安宁。 　　墓岛的气候变幻莫测。阳光明媚的日子，瞬间可能倾盆大雨，其变化之快，令人百思不解。20世纪70年代，日本的海洋生物学家白井祥平曾领略了这种天气的变化。当时，他和两位助手在去墓岛的途中，阳光普照，碧波荡漾；当他们正进入墓岛的时候，忽然乌云密布，阴风四起，电闪雷鸣，大雨倾盆而下；当他们不得不撤出墓岛之时，风停雨止，云散日出。 　　据当地人说，这些墓岛建筑物有神秘的毒咒，只有酋长才知道古墓的来历及其秘密机关。酋长年老之后将这些内容口授给继承人，受传者不得向外人泄漏，否则将遭到诅咒。据说，日本占领波纳佩岛期间，一位日本科学家威逼当时的酋长说出古墓的秘密。结果这位泄密者突遭雷击身亡，而这位科学家在披露古墓秘密的写作过程中也莫名其妙地死了。之后，一位继续整理遗稿的科学家也忽然暴死。而到墓岛去掘墓盗取文物、财宝的人更是难逃厄运。 　　当然科学家们绝不相信这是咒语的灵验，但发生在墓岛上的许多神奇的事件确实使科学家们感到费解。此外，古墓上的建筑物也让科学家们感到不可思议。 　　据科学家测定，古墓建筑物已有800多年的历史，整个建筑物用了100万根玄武岩石柱。这些石柱采自该岛的北岸，再运到墓地。以当时有 1000名壮劳力参加建筑的话，整个建筑过程至少需要1550年。因此科学家认为仅靠人力，这项工程很难完成。到底这一宏大的工程是怎样完成的呢？这还是一个谜。 　　北纬30°线之谜 　　在地球北纬30°线附近的地区，是一个令人感到神秘的地方。这里既有许多奇怪的自然景观，又存在着许多令人难解的怪现象。多少年来，一直困惑着人们。 　　首先从地理布局来看：这里既是地球山脉的最高峰——珠穆朗玛峰的所在地，又是海底最深处——西太平洋的马里亚纳海沟的藏身处。同时它又是我国的长江、美国的密西西比河、埃及的尼罗河和伊拉克的幼发拉底河等著名河流的入海处。 　　更令人感到奇妙的是，这条纬线又是世界上许多令人难解的著名的自然之谜存在处。比如恰好建在地球上大陆重力中心的古埃及金字塔，它工程宏伟、复杂，堪称世界古代建筑史上最伟大的奇迹，反映出了人类祖先灿烂的文明。在这里还存在着令人难解的狮身人面像，神秘的北非撒哈拉沙漠达西里的“火神火种”壁画，传说中的大西洲沉没处，以及令人恐惧的“百慕大三角”等。这些奇异的古建筑和令人费解的地方都神秘地聚汇于此，不能不叫人感到蹊跷和惊奇。 　　在我国，沿着北纬30°线上下，奔腾的长江一泻千里，从我国东端的国门——在这个纬度以北不远处的上海入海；在此纬度稍南，于汪洋大海之中，屹立着“海天佛国”的普陀名山，山上古木参天，巨石嵯峨；稍西，那杭州湾中的钱塘大潮，是世界上无与伦比的最伟大的奇观；再往西，“佛国仙境”的九华山，奇峰峭壁，仙气冉冉，游于山中，如梦似幻，“九华一千寺，洒在云雾中”，其中心的九华街就在北纬30°线附近；与九华山相邻的黄山，风景如诗如画，奇松云海怪石温泉；再越过纬线稍南，秀甲天下的庐山雾海如纱，幽洞险峰隐现。这些大自然营造力如冰川风化侵蚀等地质作用的杰作，鬼斧神工，令人叫绝惊叹。 　　庐山旁侧是平如镜面的鄱阳湖，继续向西偏北的神农架，又是一块引起世界上许多科学家兴趣的神秘宝地。再往西，造山带隆起，那巍巍壮丽连绵数百里的峨嵋山，高高的二郎山，波涛滚滚的大渡河以及喜玛拉雅山脉中的希夏邦马峰，都在北纬30°线上下。 　　而与之相邻的北纬40°线，则又成为令人恐怖的地震死亡线。 　　在这一地区所发生的灾难性地震，除唐山大地震外，死亡在200人以上者或震级在7级以上的地震，就曾发生过几十次。如日本三陆的8级地震，葡萄牙里斯本的两次8级地震，土耳其埃尔津詹的八级地震，美国旧金山的8.3级地震，意大利拉坦察的9.8级地震都给人类造成了严重的灾害，其程度远远地超过了世界上其他地区的地震灾难。因此，北纬40°线，被人称为 　　“地震恐怖线”。 　　北半球的这两条相邻的纬度线，为什么会成为一个令人费解、怪事不断、灾难隐伏、令人生畏的两条神秘的地带，它们是偶然巧合，还是“造物主”的有意安排？ 　　有人认为，对于神秘的北纬30°线之谜，是人为制造的，这些被称为神秘的地方，严格地说并不在北纬30°附近。他们还认为，如果用一根尺子在地图上量，熟悉历史、地理的人，会在任何一条纬度线上发现许多“神秘”之处。 　　以北纬25°为例，有伊斯兰教、佛教、印度教的圣地；有猿人化石发现地如中国元谋人；有百慕大三角洲和沉没的大西洲；有桂林山水、云南石林、滇池洱海、腾冲温泉；有能传出鼓乐之声的广西融水龙潭；有发现自然铝的广西贺县。 　　以上这些地方偏离25°线不到1°。 　　如果抛开纬度线，在任何经度线上也都含有许多“神秘”之处，因此，不要把北纬30°线之谜当作什么重大发现而疑神疑鬼。