為什么說地球曾經(jīng)下了一場(chǎng)幾百萬年的雨，最終才有了海洋？

地球是一個(gè)充滿液態(tài)水的星球，大約71%的表面積被海水覆蓋，而且這個(gè)數(shù)字隨著全球變暖海平面上升而變得越來越大。

很多人可能都好奇過海底到底長(zhǎng)什么樣，簡(jiǎn)單的答案就是和陸地幾乎一樣，那里有山脈，有峽谷，有平原，只是都處在較低的地方而已。

但是，現(xiàn)在依然沒有一個(gè)人能夠完整地描繪海底世界，因?yàn)槲覀冇糜诶L制陸地地形圖的衛(wèi)星雷達(dá)技術(shù)在水中不能很好地工作。

事實(shí)上，現(xiàn)在月球，甚至是火星的地圖都比地球海洋的地圖更加清晰可靠，因?yàn)橄噍^于月球和火星，海洋的探索更加困難。

雖然海底世界依然留給我們?cè)S多幻想，但其實(shí)更神奇的地方是，為什么只有地球有海洋，以及地球海量的水資源又是哪里來的？

地球上的水資源是怎么來的？

雖然地球到處都被液態(tài)水填滿，但是相較于整個(gè)地球的組成材料來說，地球表面的所有水資源——包括結(jié)冰的、蒸發(fā)的、液態(tài)的總體積，它大約只有地球現(xiàn)有體積的千分之一。

其中大部分水資源都在海洋中，大約占了地球所有水資源的96.5%，地球只有3.5%左右是淡水，而且大約68%的淡水都是在冰川中，所以節(jié)約用水吧，淡水資源確實(shí)挺緊張的。

海水很咸的原因是它受到地球板塊構(gòu)造的影響，這些液態(tài)水和地球內(nèi)部的物質(zhì)大量混合導(dǎo)致的。

換句話說，地球的大部分水資源其實(shí)是受到“污染”的，這給研究地球水資源的來源帶來了許多麻煩。

現(xiàn)在，關(guān)于地球上水資源的來源主要有三種假設(shè)，第一種是地球在形成初期吸積時(shí)把水資源一起收集了起來；第二種是在地球形成時(shí)和形成后，一些富水隕石逐漸將水資源送到地球，這些隕石可能與我們今天依然可以看到的碳質(zhì)球粒隕石類似；第三種同樣是來自后期增長(zhǎng)，不過是一些冰冷的小行星，也就是我們現(xiàn)在看到彗星，將水資源逐漸送到地球。

如果想知道地球水資源的正確來源，必須了解地球水資源的現(xiàn)有的和過去的成分，以及隕石和彗星水資源成分。

碳質(zhì)球粒隕石，圖源：Mario Müller

首先，隕石肯定不可能輸送了太多的地球水資源。

這是因?yàn)樘假|(zhì)球粒隕石基本都富含氙——一種惰性氣體，現(xiàn)在地球上很少有這種氣體，所以大部分人可能都沒聽說過。

事實(shí)上，如果地球上的水資源的主要來源之一包括隕石的話，那么地球大氣層中的氙含量最少是現(xiàn)在的10倍以上。

圖：哈雷彗星

其次，彗星也不可能輸送太多的水資源給地球。

這是因?yàn)橥ㄟ^研究哈雷彗星和百武彗星（這兩個(gè)是唯一能夠詳細(xì)研究其水分子的彗星）的水冰，人們發(fā)現(xiàn)彗星的冰富含氘原子——?dú)湓拥囊环N重同位素。

如果說地球的水資源主要來自彗星的話，那么現(xiàn)在地球的水分子氘氫比（D/H比）會(huì)很高，而現(xiàn)在地球的實(shí)際情況并不算高。

事實(shí)上，地球在形成的過程中水資源的氘氫比本身就會(huì)不停增加，這是因?yàn)樵陔葰涓?，在水分子被光解后，普通氫更容易流失，這就是為什么金星上現(xiàn)在的氘氫比異常高的主要原因之一。

但是，地球上目前沒有任何已知的過程可以降低氘氫比的，即便是小行星輸送水資源，就目前來看其水資源的氘氫比和地球海洋基本一致。

太陽系早期，圖源：NASA/JPL-Caltech

所以，彗星輸送的水資源也只能是次要的，地球現(xiàn)有的水資源主要來自于原始行星形成時(shí)帶來的可能性最高。

當(dāng)然，地球最初得到的可能不是自己的水分子，而更多的是氫——這是宇宙中最普遍的元素，也是任何早期星云中最主要的元素。

之后，氫和其它各種元素結(jié)合，形成了我們現(xiàn)在的水，以及其它一切含氫的化合物。

不過這里必須再提一點(diǎn)，那就是地球的水資源在之后的地殼運(yùn)動(dòng)中經(jīng)常被“污染”，而且現(xiàn)在地球表面所含的水資源量遠(yuǎn)低于地球內(nèi)部，有研究表明地?？偤Y源量是海洋的3倍。

圖：地球結(jié)構(gòu)

所以，人們希望通過了解火星的水資源來進(jìn)一步了解行星水資源的來源，因?yàn)樵S多研究人員認(rèn)為火星很少受到板塊構(gòu)造影響。

地球海洋是如何形成的？

當(dāng)我們了解了地球水資源的來源之后，其實(shí)海洋的形成也就水到渠成，一目了然了，只要地球冷卻到足以支持液態(tài)水，海洋自然也就形成了。

目前的研究和觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，原始行星的形成是在不停地吸積和碰撞中逐漸成長(zhǎng)的，但是這兩個(gè)過程都會(huì)釋放巨大的熱量。

早期地球，圖源：SwRI/Simone Marchi

因此，早期的地球非常熱，熱到任何物質(zhì)都是熔融狀態(tài)，所以根本談不上是否存在液態(tài)水。

隨著行星趨于穩(wěn)定，也沒什么小行星繼續(xù)撞向其中之后，它就會(huì)逐漸降溫或者冷卻，地球正好處在太陽系的宜居帶上，它所接收的太陽輻射可以支持液態(tài)水存在。

當(dāng)?shù)厍虮旧砝鋮s下來之后，液態(tài)水自然也就出現(xiàn)了，但是地球海洋的形成至少花了數(shù)百萬年——這就是所謂的地球下了一場(chǎng)數(shù)百萬年的雨創(chuàng)造了海洋的說法。

在地球很熱的情況下，水資源主要以水蒸氣的形式存在于地球大氣之中，而在地球降溫之后，它就開始下雨，這個(gè)地球重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)大約發(fā)生在38億年前。

但是，雨水在落地的瞬間或者還沒有落地它就再次被蒸發(fā)了，同時(shí)地球在把水繼續(xù)變成水蒸氣的過程中加劇降溫，直到液態(tài)水可以存在于地球表面。

就是這個(gè)過程一直在持續(xù)數(shù)百萬年，當(dāng)時(shí)的地球無時(shí)無刻都是強(qiáng)對(duì)流天氣，非常惡劣，不過有意思的地方是，強(qiáng)對(duì)流制造的閃電可能有助于之后生命在海洋形成。

數(shù)百萬年的降雨，讓雨水在地球表面肆意沖刷，最終制造了河流，以及在原有盆地上積水形成了海洋。

海洋的出現(xiàn)徹底改變了地球，包括它對(duì)地球大氣成分的改造——主要是海水吸收二氧化碳，以及讓生命出現(xiàn)成為可能。

最后

你可能還會(huì)好奇，在太陽系宜居帶上的星球還有金星和火星，為什么只有地球最終形成了海洋？只能說地球一切都那么的剛剛好。

地球的大小剛剛好，而火星太小了，火星沒有足夠能力長(zhǎng)久保存核心溫度；

地球距離太陽的距離也剛剛好，而金星太近了，金星在形成之后，其大氣中超高的二氧化碳比例制造了全球性的溫室效應(yīng)，在陽光的照射下水資源永遠(yuǎn)不可能以液態(tài)形式存在。

不過話又說回來，海洋是地球生命的搖籃是現(xiàn)在普遍的共識(shí)，但如果地球海洋的水資源基本來自于行星形成時(shí)收集而來的話，那么地球生命還會(huì)獨(dú)一無二嗎？

來源：怪羅