古老的地球是一个水世界吗?

早期的研究表明,地球曾经被水覆盖的可能性。新的证据– focused on Earth’s mantle –建议我们的星球是一个真正的水域世界,由数十亿年前的全球海洋覆盖。

用有白色云彩的蓝色海洋盖的一个圆的星球,在星的领域。

艺术家’水世界行星的概念。图像Via sci-news.com..

科学家理论为某些人 外产儿 –世界讨厌遥远的太阳–可能是水世界,岩石行星完全被全球海洋覆盖。本月,哈佛大学的一名研究员发表了新的证据,即地球本身曾经是一个水世界,拥有自己的全球海洋,很少,如果有任何可见的土地。行星科学家 俊杰董口 在哈佛,是新论文的领导作者,专注于地球中存在的水量’s 披风,我们的星球之间的岩石层’s 脆皮 和核心。这些结果是 发表 于2021年3月9日,在 同行评审 杂志 AGU进步.

你可能在地球上学到了学校’S水循环是水的连续运动:从海洋表面蒸发到大气层–填补河流和湖泊的下降,有助于冰川,极地冰盖和地下水库–而且,经常在人类时间尺寸后面再次在海洋中。但我们不’常常想到水中发挥的重要作用 地下处理。例如,含水量 岩浆 决定了火山可以是多么爆炸,水在缺水中起着重要作用 形成和迁移 of petroleum.

海水也渗透到海洋地壳中。在那里,它是水合物 火岩石,将它们转化为所谓的东西 含水矿物质。它’在这种形式中,水被带入碎片的水平。董’S文件解释了他的团队曾经得出结论地球曾经是水域世界:

在地球上’S表面,大多数水均在海洋中,而在内部,主要的岩石形成矿物质可以包含大量的水…可以溶解在地球中的水量’S Mantle矿物质,称为它 储水力,通常在较高温度下降低。超过十亿年的时间尺度,地球之间的水交换’内部和表面可以控制表面海洋’ volume change.

在这里,我们计算了地球中的储水能力’S固体地幔作为披露温度的函数。我们发现储水能力在热,早期的地幔可能小于水的量’S Mantle目前拥抱,所以今天的地幔中的额外水将居住在早期地球的表面并形成更大的海洋。

我们的结果表明,表面海洋的长期假设’通过地质时间可能需要重新评估体积几乎恒定。

从空间的地球显示大西洋,南美和部分非洲。

今天,大约71%的地球’S表面被水覆盖。但是几十亿年前,可能对没有表面土地看起来不大。通过USGS / 密歇根科技大学.

地球上的地下深处,水储存在两种高压形式的火山矿物中 黄绿:含水 Wadsleyite.林伍特。那个水被认为是以形式的形式 羟基 化合物,由氧和氢原子组成。

关于那些矿物质的知识’直到现在,储存能力一直基于我们现代地球上的地幔内的高温和压力。但董东希望进一步走一步,并弄清楚跨越更广泛的温度的存储能力。为什么?因为当地球更年轻时,地幔比今天更热,这意味着它比现在的储存能力少。结果表明,这两种矿物质在较高温度下都具有较低的水存储能力。如果地幔不能’T持像水一样多,然后水在哪里?董表面说:

这表明水必须在其他地方。最可能的水库是表面。

由于橄榄石矿物质结晶,外壳的储存能力也开始随着时间的推移而结晶岩浆。

如本文所述:

地球的散热器容量’由于其组成矿物,S固体露面显着影响了世俗冷却的影响’温度依赖性存储容量。披风’今天的储水能力为现代表面海洋质量的1.86至4.41倍。

这是什么意思?

它表明大部分地球’在那时,水在表面上,在此期间 Archean Eon. 在2.5到4亿年之间,在地幔中少得多。星球’S表面可能几乎完全被水覆盖,根本没有陆地肿块。

有镜片和盖帽的微笑的年轻人在头。

新研究由哈佛大学君杰东举行。图像Via 哈佛大学.

但那么多余的水在哪里?当地幔内部的储存能力逐渐冷却时,大部分地区都渗入地幔中。该过程持续,直到表面上留下的水量–在所有的海洋,海洋和湖泊–我们今天看到了。虽然,根据新的研究,水一旦覆盖至少接近100%的地球’S表面,现在它仅涵盖71%。

还有一个 以前的研究 从去年表明,表明32亿年前,地球的地表土地比现在要少得多。这些发现基于在早期海洋地质记录中保存的某些氧的一定的氧等同性。

这些新结果不仅提供了曾经作为水域世界的地球的一瞥,而且对我们的太阳系中的其他水域世界产生了影响,例如Europa,Enceladus和其他海洋卫星。然而,那些卫星与地球不同,因为他们的全球海洋被冰的外壳所覆盖。在许多方面,它们类似于地球的冰覆盖的海洋环境’s poles.

我们的太阳系中有几种如此的海洋卫星。即使是一些像Ceres和Pluto这样的矮人行星也有地下海洋,仍然可能今天。已经发现了数千个外产上午,并估计在我们的星系中单独的数十亿美元,那里有多少卫星?可能比我们能够轻松地算了的大量,如果我们的太阳系是任何指示,那么许多卫星也可能是海洋世界。

其他证据指出可能存在的存在 许多其他海洋世界 (行星)也是在水被水覆盖的时候更像地球。他们仍然有多居住,我们赢了’在我们希望找到一个之前,我更了解更多。

在光滑,明亮,浅色表面上有许多棕色裂缝的月亮。

我们的银河系中其他水域世界的证据越来越多,我们也有一些在我们自己的太阳系中:卫星喜欢欧罗巴(上文),Enceladus和其他有冰外壳所覆盖的全球海洋。通过NASA / JPL-CALTECH./ seti研究所。

百万人或更多海洋世界的想法仅在我们的星系中,行星和卫星都是令人兴奋的。了解更多关于我们自己的星球’水汪汪的过去将有助于科学家发现他们中的一些,也许甚至会发现外星生命的证据。

还有含义 生活如何在地球上开始,作为保罗voosen写道 科学。一些科学家认为它在海底上始于富含营养的水热通风口。但其他理论建议浅池塘在干燥的土地上,经常蒸发,养成了浓缩的化学品浴。这两种情景都是有问题的。它可能需要稀释 生物重组 在海洋本身,也使浅水区不太可能,因为所有或大部分土地都会被淹没在水下。 托马斯卡莱尔L是Ludwig Maximilian大学慕尼黑大学的生物化学家,提供了不同的可能性:海洋岩石中的水汪汪口袋在火山中突破了表面 海山。他说:

也许我们有很少的洞穴,这一切都发生了。

底线:来自哈佛的新证据表明–几十年前–地球是一个真正的水域世界,完全被一个全球海洋覆盖,很少有任何可见的土地。

来源:约束地球的数量’S早期海洋,具有温度依赖的地幔储存能力模型

通过sciencealert

Paul Scott Anderson.