文章內容目錄
水的起源與地球水的演化
地球是太陽系中唯一個擁有廣袤液態水海洋的類地行星，這使得其成為獨一無二的存在。液態水是已知所有生命形式賴以生存的必需品，其在地球表面已存在了很長時間。地球與太陽的適當距離使其免於水分流失（使其成為宜居帶內的行星），但也避免了由於距離太陽過遠而導致其表面水結冰。
水的來源
傳統上認為地球的水並非源自形成它的原行星盤區域，而是認為水和其他揮發性成分是在地球形成後的後期從外太陽系運送到地球的。然而，最近的研究表明，地球內部的氫可能在海洋形成過程中發揮了作用。這兩種觀點並不相互排斥，因為也有證據表明水是通過與主小行星帶外緣富含冰的小行星的碰撞輸入地球的。
早期地球的水
估計地球上水的出現時間時，需要考慮它會不斷流失到太空中。大氣中的水分子通過光分解作用產生的遊離氫原子有時會逃逸地球的引力。當地球年輕且質量較小時，其內部的水更容易流失進入太空。預計當時較輕的元素，例如氫和氦，會不斷從大氣向外洩漏，但從現代大氣中觀察到的較重惰性氣體的同位素豐度顯示，即使是在早期，大氣中較重的元素也曾發生過重大損失，特別是通過研究氙的含量來追蹤水隨著時間的推移而發生的損失，是一種非常有效的方法。氙不僅是一種惰性氣體（因此不會通過與其他元素發生化學反應而從大氣中去除），對現代大氣中九種穩定同位素的豐度進行比較，表明地球曾在其早期歷史中失去至少一個海洋的水，發生的時間是在冥古宙和太古宙之間。
大碰撞事件
地球上的水在其吸積過程的晚期會受到大碰撞事件（與月球形成相關）的影響，可能導致大部分地殼和上地函的水分蒸發，並以岩石蒸氣組成的稠密大氣層籠罩住這顆年輕的行星。岩石蒸氣混合物在數千年內凝結，留下熱揮發成分，可能導致大氣中大部分剩餘成分為二氧化碳，夾雜有氫氣和水蒸氣。儘管此後地球的二氧化碳大氣壓力增加，地表温度達到230°C，但可能已存在液態水的海洋。
液態水海洋的出現
隨著持續冷卻，大部分大氣中的二氧化碳經海水的沖刷和溶解而被去除，但隨著新的地表和地函循環出現，大氣中二氧化碳濃度仍然劇烈波動。水合矽酸鹽將水輸送到地球板塊隱沒帶，進入地函。儘管樣本有限，令估計地函的總水含量很困難，但估計那兒可儲存大約三倍於地球海洋質量的水。同樣的，地核所含有氫的數量可能相當於四到五個海洋。
水的凝結温度
水的凝結温度比構成太陽系類地行星的其他物質（例如鐵和矽酸鹽）低得多。在太陽系歷史的早期，最接近太陽的原行星盤區域温度很高，在地球形成時，海洋的水與地球一起凝結的可能性極低。遠離年輕太陽温度較低的地方，水可以凝結並形成冰冷的小行星。在早期太陽系中可能形成冰區域的邊界稱為凍結線，位於現代主小行星帶中。因此，地球上的水是由在凍結線之外形成的天體（例如彗星、柯伊伯帶天體和富含水的流星體）輸送而來。
不同假設
存在多種假設來解釋地球水的起源。一種假設認為地球在大約45億年前開始吸積冰冷的小行星，當時地球的尺寸是目前的60%到90%之間。地球可在此情況下透過吸積和重大撞擊事件以某種形式將水保留。另一種假設認為地球大部分的水是由大碰撞事件（月球形成）的同一事件中獲得。第三種假設則認為地球上的水可能來自太空中由冰物質組成的彗星。
結論
地球上的水在其45億年的歷史中經歷了複雜的演化。儘管我們對水的起源和演化有了越來越多的瞭解，但仍然存在許多未解之謎。持續的研究和探索將繼續擴展我們對這一寶貴資源的認識，其對地球上的生命至關重要。
水怎麼來？
水是地球上最重要的物質之一，但你知道水怎麼來嗎？
水的形成
水是由兩個氫原子和一個氧原子組成的化合物。氫和氧是宇宙中最常見的元素之一，它們結合起來形成水分子。水分子之間的鍵結非常強，因此水是液體。
水的來源
地球上的水主要有四個來源：
| 水源 | 形成方式 |
|---|---|
| 降水 | 大氣中的水蒸氣冷凝成液體水滴。 |
| 地下水 | 降水滲入地面，儲存在地下巖層或土壤中。 |
| 地表水 | 河流、湖泊、海洋等在地表流動的水。 |
| 火山噴發 | 火山噴發釋放出水蒸氣，冷凝後形成水。 |
降水的形成
降水是地球上最主要的水源。降水形成於大氣中的水循環過程：
- 蒸發：水從地表蒸發到空氣中，形成水蒸氣。
- 凝結：水蒸氣在空氣中冷凝，形成雲。
- 沉澱：當雲中的水滴過多時，會降下稱為降水的液體水滴或冰晶。
地表水和地下水
地表水和地下水是地球上另外兩個重要的水源。地表水由降水形成，流經河流、湖泊和海洋。地下水是由降水滲入地面形成的。地下水儲存在地下巖層或土壤中的孔隙或裂縫中。
水的循環
水在地球上不斷循環：
延伸閲讀…
地球上水的來源
地球上的水到底是從哪裡來的呢?
- 從地表蒸發到空氣中。
- 在空氣中冷凝成雲。
- 降下為降水。
- 滲入地面形成地下水。
- 流入地表水體。
- 最終蒸發到空氣中，重新開始循環。
透過水循環，地球上的水得以持續更新，確保地球上的生命和生態系統得以生存。