海洋科普:海洋是如何誕生的?
發布時間:2021-02-07
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海洋科普:海洋是如何誕生的?

NASA的衛星曾經在距離地球500萬(wan) 公裏處拍攝了一張照片。

海洋是如何誕生的?

OSIRIS衛星拍攝地球和月球@NASA

從(cong) 這個(ge) 角度看,地球就好像是一個(ge) 水球一樣,在太陽係中的八大行星,隻有地球表麵覆蓋了很多水,大概占到表麵積的71%,比陸地的兩(liang) 倍還要大。而這些表麵上的水也被我們(men) 叫做海洋。那海洋是如何形成的呢?

海洋是如何誕生的?

 

今天,我們(men) 就來聊一聊這個(ge) 話題:海洋的誕生

關(guan) 於(yu) 這個(ge) 問題,其實我們(men) 主要需要解決(jue) 的是三個(ge) 問題:

水從(cong) 哪裏來?

鹽從(cong) 哪裏來?

坑從(cong) 哪裏來?

我們(men) 來一個(ge) 個(ge) 聊一聊:

水從哪裏來?

這事要大約從(cong) 46億(yi) 年前說起,在此之前發生了一次超新星爆炸。科學家認為(wei) 這次的超新星爆炸來自於(yu) 宇宙誕生之後的第二代恒星。

海洋是如何誕生的?

 

恒星在劇烈的爆炸當中,把自己的物質拋灑到了太空當中,形成了星雲(yun) 。其中就包含了氫、氧、碳、氮等元素。水以氫離子,羥基等形式廣泛地存在於(yu) 星雲(yun) 物質當中,並且隨著星雲(yun) 的冷卻,與(yu) 各種星雲(yun) 物質發生了水化作用,進入了礦物質的晶格,鎖在了礦物質當中。其中一部分物質在引力的作用下,形成了地球。

海洋是如何誕生的?

 

因為(wei) 原始地球的內(nei) 部的溫度極高,而此時的地球更像是一個(ge) 火球。

海洋是如何誕生的?

 

在高溫作用下,水分汽化,與(yu) 氣體(ti) 一起衝(chong) 了出來,升到了空中。因為(wei) 萬(wan) 有引力的作用,水蒸氣和一些較重的氣體(ti) 分子並沒有進入太空中,它們(men) 圍繞著地球和氣體(ti) 形成一個(ge) 圈層。

後來,一顆火星大小的天體(ti) ,它被我們(men) 叫做忒伊亞(ya) ,它在原始地球形成後的前2000年~1億(yi) 年,撞上了原始地球。

海洋是如何誕生的?

忒伊亞(ya) 撞擊地球

殘留的碎片形成了我們(men) 今天的月球,這是科學家提出的關(guan) 於(yu) 月球形成的災變說。

海洋是如何誕生的?

月球成因的災變說

後來,隨著原始地球的地殼慢慢冷卻下來,水蒸氣和塵埃凝結成水滴,並落到了地麵,形成了一場持續上百萬(wan) 年的大雨。

海洋是如何誕生的?

冥古宙的大雨

這場大雨形成了原始海洋

海洋是如何誕生的?

 

再後來,含有大量水分的彗星和小行星陸續撞向地球,簡直就像是原始地球的送水工一樣。它們(men) 給原始地球補充了大量的水。而外太空送來的水和地球自身的水就是現在地球水的主要來源。

鹽從哪裏來?

不過,這個(ge) 時候的水其實並不是鹹的,而是酸的。在太陽的照射作用下,水不斷地被蒸發,變成了雨,雨在落回到地麵,再次蒸發,如此循環往複。在整個(ge) 過程中,雨水溶解了岩石中的鹽分,經過上億(yi) 年的積累,海水開始變得又苦又鹹。

海洋是如何誕生的?

 

因為(wei) 當時的地球大氣還沒有氧氣,所以也不存在臭氧層,太陽中的紫外線直接照射到地麵上,導致地麵並沒有任何生命的跡象。因為(wei) 有了海水的保護,海洋裏首先出現了生命。科學家猜測這大概發生在38億(yi) 年以前,在海底的熱泉口附近誕生了生命。

海洋是如何誕生的?

 

大約在24億(yi) 年前,藍藻等微生物通過光合作用吸收了空氣中的二氧化碳,並釋放出氧氣。它們(men) 的出現使得氧氣的含量急劇上升。氧氣在大氣層中逐漸積累,並開始形成了臭氧層。臭氧層的出現阻擋了大量來自於(yu) 太陽的紫外線。於(yu) 是,拉開了一場生物大登陸的序幕。

海洋是如何誕生的?

 

坑從哪裏來?

曾經有一度,科學家自然而然地認為(wei) 海洋應該是差不多和地球一樣的古老的。可是後來經過對海洋底部的岩石進行研究,科學家驚訝地發現,這些岩石的壽命最老的也不超過2.2億(yi) 年。

我們(men) 可以這麽(me) 理解,海洋的水是來自於(yu) 45億(yi) 年前,而承載海水的“坑”實際上是2.2億(yi) 年前逐漸形成的。也就是說,最早的原始海洋的“坑”和現在海洋的“坑”並不是一個(ge) “坑”。

要搞清楚這件事就得和地質學結合了起來,不過這裏要先說明一點關(guan) 於(yu) 板塊構造動力的相關(guan) 學說,在地質學界簡直就是一場曠日持久的論戰,至今都還沒有一個(ge) 準確地定論。在這裏,我們(men) 就挑主流的說法來講。

按照板塊漂移學說,大概在2億(yi) 年之前,地球上隻有一塊“泛大陸”,它被“泛海洋”所包圍。然後“泛大陸”開始破裂,大概到距今200,300萬(wan) 年前,才形成了現在這樣的七大洲和五大洋的基本地貌。

海洋是如何誕生的?

 

但這隻是解決(jue) 了五大洋的形成,我們(men) 還是不知道為(wei) 什麽(me) 海洋底部的岩石不超過2.2億(yi) 年。

這其實就和板塊漂移的方式有關(guan) ,我們(men) 要先來了解一下地球的結構。

海洋是如何誕生的?

 

地球上主要有兩(liang) 種地殼:大洋地殼大陸地殼大洋地殼很重,但也很薄。而大陸地殼則相反,它很輕,卻很厚。而地殼下麵是又熱又粘稠的地幔。在熱對流的作用下,地幔緩慢流動著。這也帶動著大洋地殼的生長和運動。

海洋是如何誕生的?

 

因為(wei) 大洋地殼比大陸地殼更重,並且更薄。所以它的運動方式是向下俯衝(chong) 的。

海洋是如何誕生的?

來源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater

在這個(ge) 過程中,海底開始擴張,

海洋是如何誕生的?

來源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater

比如:南太平洋的形成。

海洋是如何誕生的?

來源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater

之後,以同樣的方式,海洋實現了大規模地擴張。

海洋是如何誕生的?

來源:ucsb.edu 作者:Tanya Atwater

也就是說,距今2.2億(yi) 年前之後,在地殼運動過程中,海底底部的岩石有過一輪的更換。所以,科學家才會(hui) 發現海洋底部的岩石都不超過2.2億(yi) 年。這也就是解決(jue) 了“現代海洋的坑”的問題。

我們(men) 如今的海洋也就是在這一次板塊運動過程中逐漸形成。可以說,海洋的形成也是伴隨著整個(ge) 地球的演化。

海洋是如何誕生的?

 

關(guan) 於(yu) 海洋的形成,我們(men) 就說到這裏。



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