地球的海水起源自哪里？海水如何形成?

地球的海水起源自哪里？海水如何形成?

海洋是覆蓋在固體地球圈層之上的水圈一部分，而且作為地球最大的水體———海洋也是地球區(qū)別于其他行星的顯著標(biāo)志?，F(xiàn)今地球上的水作為重要的介質(zhì)或地質(zhì)流體，影響著深俯沖地殼的脫水、礦物相變、板片熔融、地幔交代與熔融、巖漿分離與結(jié)晶、火山噴發(fā)或溢流、巖石變形、深源地震等(李三忠等，2015b)。

海水的起源自哪里？

海水是火山噴發(fā)釋放的水長期積累的結(jié)果？

迄今，地球擁有13.7108ｋｍ３的液態(tài)海水。科學(xué)家早期認(rèn)為海水是火山噴發(fā)釋放的水長期積累的結(jié)果，但火山巖中含水量不到5％，即使地殼中火山巖中的水全部釋放也不到目前海水量的50％，而且海水中含有火山巖中很少有的元素，如Cl、Na、K、Br、S、B、I、Bi、Ra等。

海水是大氣中冷凝出來的？

有學(xué)者提出海水是大氣中冷凝出來的，但目前大氣中含水蒸氣僅為海水量的十萬分之一。

海水來自冰彗星雨?

第三種觀點(diǎn)由美國物理學(xué)家弗蘭克(1968)提出，認(rèn)為海水來自冰彗星雨，但冰彗星體積小，與地球接觸機(jī)會少，這種解釋也存在很多的不合理性(呂炳全和余漢拋，1990)。

地球水圈的形成是由星云物質(zhì)中的水在地球形成過程中直接聚集而來？

目前科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)，通過對太陽系和宇宙分析，水并不是地球特有的物質(zhì)。在宇宙空間，存在形成水的化學(xué)反應(yīng)。星云物質(zhì)中主要由H2(77％)和He(22％)組成，在高能宇宙射線的作用下，根據(jù)離子－分子反應(yīng)法則，它們將發(fā)生一系列化學(xué)－核反應(yīng)，形成包括水在內(nèi)的許多元素和化合物(呂炳全和余漢拋，1990)。因而，水以多種形式大量存在于星際物質(zhì)和太陽系中。在地球形成初期，原始宇宙物質(zhì)通過渦流和凝聚作用聚集起來，地球在不斷運(yùn)轉(zhuǎn)中使得以Fe、Ni為主的重元素向地心下沉，形成原始地核，另一些輕元素上浮形成硅酸鹽原始地幔，并最終演化出原始地殼。水屬于輕物質(zhì)，自然聚集到地球表層。地球表層存在液態(tài)水，是因?yàn)榈厍蛘锰幱谔栂抵械囊司訋?，正好是水以液態(tài)存在的溫度范圍，因而通過不斷的水聚集事件，形成水圈。

如果地球遠(yuǎn)離太陽一點(diǎn)，則地球上液態(tài)水可能凍結(jié)，相反，如果靠近太陽一點(diǎn)，則地球上的液態(tài)水可能蒸發(fā)殆盡或以離子態(tài)、氣態(tài)形式存在。可見，地球水圈的形成是由星云物質(zhì)中的水在地球形成過程中直接聚集而來，這也得到以下事實(shí)的佐證：

①海水和宇宙中元素的化學(xué)狀態(tài)基本一致，如海水中主要成分H、O、Na、Mg、Cl、K、Ca等元素以H2O、Na＋、Mg２＋、Cl－、K＋、Ca２＋等狀態(tài)存在，這些元素的化學(xué)狀態(tài)同樣存在于宇宙中，共同點(diǎn)是重元素少、輕元素多，不同點(diǎn)是海水中He早已在早期大氣中逸散，而Na、Mg、Ca以極性分子大量存在；

②海水中含鹽量高，標(biāo)準(zhǔn)鹽度約3.5％，主要有Na、Mg、Cl、K、S和I等元素，這些元素在海水中豐度很高，它們并非是來自巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，而是與星際物質(zhì)中的一致。所以，海水中鹽類以原始狀態(tài)存在至今，雖然經(jīng)歷了漫長的由地史時(shí)期火山噴發(fā)導(dǎo)致的水、大氣電離層的離子水、彗星水的補(bǔ)充，但海水的基本性質(zhì)沒有改變。

本文摘編自李三忠, 索艷慧, 郭玲莉編著《海底構(gòu)造原理》第一章，內(nèi)容有刪減。