03.01 地球曾下了一百萬年大雨,除非一切從頭來過,否則無緣再見此景


地球上下了100多萬年的大雨?當然誰也沒有辦法親眼去目睹過這種盛況,但科學家還是有證據回憶一下這段恐怖的歷史。至於未來還會不會有這種天氣?同學們祈禱吧,除非一切從頭來過,否則大家是無緣再見此種境況了。

地球曾下了一百萬年大雨,除非一切從頭來過,否則無緣再見此景

一、地球誕生的那些年。

如果要接受曾經下過百萬年暴雨的設定,那麼同學們必須還得接受兩個科學假說,其一是星雲說;其二就是地球起源就是"溼"的。


二、星雲說。

地球的形成是和太陽系的形成聯繫在一起的,這就是"星雲說"。在太陽系形成的過程中,外圍物質先是聚成石質和冰質的塵埃顆粒,再相互碰撞和黏合,形成若干星核,星核再互相碰撞結合為月球或者火星大小的星胚(planetary embryos),最終形成地球一類的內行星。

地球曾下了一百萬年大雨,除非一切從頭來過,否則無緣再見此景

遠離太陽的星胚主要成分是各種冰質顆粒,因此可以大量吸聚氫、氦等元素;太陽自己在形成過程中,又不斷的將氫、氦"吹"向遠處,讓這類星胚得到更多的材料,得以形成巨大的外行星,例如木星、土星等等。


大家注意到了沒有,地球形成物質就包括了大量的冰質顆粒,這時,那一場百萬年級別大雨的第一個前提條件得以具備。

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三、地球初期水圈與大氣圈的形成。

大洋的水從哪裡來?答案牽涉到地球起源的"材料":如果撞擊聚集形成地球的星子星胎裡面含水,地球起源就是"溼"的,那麼水圈的水就是來自地球本身,這樣地球將具備持續下雨的動力,滿足第二個必備條件。


如果地球起源是"幹"的,星子星胎並不含水,就需要從外面來水,最可能的就是由彗星帶來。但這樣得到水將是一個持續不斷的過程,地球將不可能出現封閉式的持續降雨百萬年的機會,願望將落空。

地球曾下了一百萬年大雨,除非一切從頭來過,否則無緣再見此景

科學家通過用水的同位素,氘和氫的比值(D/H)來檢驗兩種觀點。實驗結果告訴我們,地球上水的D/H比值接近隕石,與彗星迥異,從而排除了外來水為主的假說。簡單的說,地球的材料就是溼的,那麼我們就來重現這場豪雨吧!


四、曾經的百萬年暴雨。

和其他類地內行星一樣,地球剛剛誕生的時候,大氣成分主要是氫、氦和氧;初生的地球表面是岩漿海的熔融狀態,驅散了這類揮發元素。其後的200 萬年間,地球表面是熔融地幔橫流的岩漿海;隨後冷卻,硅酸鹽在幾千年裡迅速凝固,形成初始巖殼層,並開始出現少量液態水。

地球曾下了一百萬年大雨,除非一切從頭來過,否則無緣再見此景

隨著時間的推移,地表溫度繼續下降,地球表面最終形成一層玄武岩將大氣和地球內部分隔開,地心的熱量不再直接作用於大氣與地表,大氣溫度將開始急劇下降,空氣中的水分迅速凝結,這時候,就是同學們期待的——"超級洪水(universal deluge)"期——數百萬年不停息的暴雨!


可以推算,那時期的雨量比現在的熱帶降雨量還高出將近十倍。地質學上把這段狀態持續的時間稱為"冥古宙 (Hadean)"。

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小結語:

初生的地球大家都沒有辦法見過,上面的推測必須建立在同時成立的兩個假說之上。隨著天文望遠鏡技術的進步,更廣闊的宇宙將呈現在人類的眼前,或許對其他太陽系的觀測,會看到曾經的地球也不一定哦,那時候,就可以知道,科學家們的推測是否正確咯。


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