行星|为什么宇宙中不可能出现全部都是水的星球?
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地球上的“水资源”
如果从太空上看地球 , 地球表面71%的面积都是海洋 , 或者我们可以理解成液态水 , 地球就好比是一个水球的一样 。
实际上地球的总水量远比地球表面的多 。 地球内部存在一种叫做尖晶橄榄石的岩石 。 经过测算就发现 , 尖晶橄榄石中蕴含着丰富的水 。 在地下200公里的深处的尖晶橄榄石中 , 每100万个晶体分子中就大概含有2000个水分子 。
而当深度达到410~660公里时 , 这个数字可以达到每100万个晶体分子中就大概含有15000个水分子 。
科学家通过理论和模型的推断 , 他们就发现 , 地球的上下地幔层的过渡带中存在着海量的尖晶橄榄石 , 即便是保守估算 , 这些尖晶橄榄石当中储藏的水量也达到了4.485*10^10亿吨 , 是地球表面水量的3倍以上 。
可见地球的含水量是十分惊人的 , 太阳系8大行星中 , 地球的含水量是最高的 。 即便是如此 , 地球中的“水”相对于地球的占比还是很低的 , 在太阳系的天体都很难能排上号 , 因为一些行星的卫星上和矮行星上是存在着大量的水 。
那么问题来了 , 有没有可能存在一种星球 , 这种星球上全是液态水呢?
水的起源
如果一颗星球完全是由“水”构成的 , 那大概率是不太可能的 。 为什么这么说呢?
我们都知道水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成 。 不过 , 水分子在形成时并不是单纯地2个氢原子和1个氧原子这样去构成的 。 就拿地球来说 , 地球在46亿年前形成时 , 当时地球的温度很高 , 水是以“氢离子”和“羟基”的形式而广泛存在的 , 它们通过水化作用被锁着了形成地球的星云晶格当中 。 后来 , 随着地球温度的下降 , 它们结合成水分子 , 并以水蒸气的形式回到地球表面来 。
【行星|为什么宇宙中不可能出现全部都是水的星球?】也就是说 , 如果一颗天体要完全是由水构成的 , 意味着它必须是完全以氢离子和羟基的形式构成的 。 但事实上 , “氢”在宇宙中很常见 , 但是要构成“羟基”的概率并不高 。
这是因为宇宙起源于138亿年前 , 按照如今的主流宇宙学理论 , 宇宙起源于一次大爆炸 。 大爆炸之后 , 宇宙在很短的时间内演化出了许多不同的粒子 。
在宇宙大爆炸之后的38万年 , 这些粒子最终形成了氢原子和氦原子 , 其中氢原子占比达到了75% , 而氦原子则达到了25% 。 氢元素和氦元素也恰巧是元素周期表中最靠前的两个元素 。
即便是到了现在 , 氢元素和氦元素在宇宙中的占比也到了99%以上 。
而比氦元素更重的元素 , 则需要依靠恒星的核聚变反应 , 超新星爆炸和中子星合并等方式来合成 。 因此 , 重元素是宇宙中的少数派 。 “羟基”中的氧是需要通过恒星的核聚变反应来形成 。 在形成的过程中 , 同时还会有比氧元素更轻的元素生成 , 比如:氦 , 碳等等 。
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