如何以及为什么地球上海洋的形式而不是在其他行星上?

Question

地球是太阳系中唯一一颗,有大量的水。这水是从哪里来的,为什么会有这么多水在地球上比其他行星在太阳系?

Answer 1

你的假设,没有很多的水在太阳系的其他地方是不正确的。根据这篇文章美国宇航局的网站上;

任务近年来推翻我们的观点的干燥的太阳系,返回证据充足的水从大量的位置。

彗星偏远角落的太阳系是由水和冰。人造卫星、探测器和火星探测车揭示水世界在遥远的过去,今天的世界可能包含整个地下海洋的冷冻水。

它还指出

木星的卫星木卫二有冰冻的水,地壳覆盖厚厚的全球海洋。根据目前的估计,它有两倍的水是地球上所有的海洋和河流!

认为,太阳系的其他部分没有大量的水可能是由于地球的这一事实“适居带”那里的水可以存在于所有三个阶段在表面的星球。温度在太阳系其他行星要么太热,它只能存在于一个汽相或太冷,它只能存在在冰表面或液体。

Answer 2

水在地球已经被组装本身的加积磁盘。传输的火山继续脱气水到大气中充满了水。水和雨转移到表面上。

相比其他行星地球和太阳系小对象有一个很大的优势。它是足够大的,能够防止水分子离开引力场,它有一个磁场防止大气腐蚀(维基百科)。这是由于地球的外核液态(移动带电液体=磁场)。火星上可能有海洋,直到它的外核凝固,对流是停了下来。磁场消失几百万年后太阳辐射移除所有的大气和海洋。

Answer 3

意识到一个重要的问题是,水一定是非常丰富protosolar圆盘,托拜厄斯已经表示。扩大,我想简要提及我们测量的原子丰度在太阳的日冕,作为维基共享提供的图:

(旁注:修订后的丰度比较好Asplund2009丰度)
我们认为这些数字是代表太阳的大部分组成,自4.567 gyr只有燃烧氦。因此组成通常被认为是原始的,或者是太阳系开始。

现在让我们想象一下原子混合积累在年轻的类地行星,专注于最丰富的元素,H, C, N和o .在厚行星信封,屏蔽紫外线,平衡将化学。然后很多H_2将形成美元,他将保持惰性和C, N, O将尝试与氢反应,因为遇到的数量要高得多,比内部的碳氮氧组。一些公司将形成,这是一个非常稳定的分子。但当C变得枯竭,我们的protosolar星云C / O \大约0.5美元,仍有大量的氧气。因此,将不可避免地结合H_2O美元。

结果是,我们希望有真的很多水在形成行星的光盘。

水的逃跑或者破坏后这段时间然而,显然也非常有效,其他答案保留了地球上的水。所以事实上目前天文学家,而不知道“所有的水去了哪里?”

Answer 4

海洋做了形式在其他岩石行星——至少是金星和火星,而且,许多木星和土星的卫星。

问题是,其他两个陆地”uberplanets“谁有海洋,即前面提到的金星和火星,他们失去了他们,但在相当不同的方式。

在金星上,似乎是发生了什么事,合成的最佳理论和证据到目前为止,当太阳稳步增长热作为自然主序恒星演化的结果,地球实际上离开了宜居区。海洋蒸发,失去了空间。工作的方式是随着地球变暖,大气中水汽含量的增加,和一些蒸汽上升到大气中。顶部,紫外线通量开始分裂(光离解)水分子,释放出氢气,然后轻松地逃脱其gravitoionization能量很低(为金星,逃逸速度为10.36公里/秒,它类似于地球——剥离$ \ mathrm {H} _2美元分子,大量的~ 3.4 yg、成本0.18 aJ或1.1 eV,这可以很容易地由光子,恒星风,或其他因素。剥离的单原子氢,如果这样可能发生没有molecularization,花一半)。最终的结果是一个富氧气氛(接近纯氧)在非常高的压力,尽管与下面的岩石化学反应可能会带一些。

但你可能注意到,当前大气主要是二氧化碳,与表面温度很高,因此在上面的是相当合理的,一个人必须想知道这种气氛。好吧,事情是这样的。就像地球、金星可能已经在它的早期历史上的板块构造的海洋。海水似乎是一个必不可少的组成部分板块构造活动在环绕地球大小的行星,至少,作为一种“润滑剂”,没有它,板块构造不能操作。因此,一旦水被蒸发掉来自金星,任何构造将会停止。

板块构造的停止,而好像不是很多uninitiate(那又怎样?大陆停止运动,你停止地震吗?),实际上是灾难性的对于这种星球。你看,板块构造不仅仅是移动的大陆,山脉,和地震。它最最重要的是是作为一种“释放阀”,地球内部的热量所产生的原始放射性核素的衰变和地幔岩石(主要是$ ^ {238}\ mathrm{你}$)。这是因为,在扩散区,热地幔物质渗出(冰岛是一个不错的例子,这个过程发生在刚刚在水面上,用肉眼可以看到——youtube它如果你太穷旅行),在俯冲带,火山创建,就像在地球上的太平洋火环。释放材料将热量转移到大气中,因此最终它会辐射到太空,因此脱落的内部热量。如果没有这个过程,热量流的效率要低得多,基本上只有通过地面传导,这是可怕的。

因此,一旦你失去了构造,放射热开始建造在室内,和地幔温度开始上升。开始的时候,最终不得不放弃很多东西。“给”不是什么很容易理解但也似乎构造重启“空头”时间“复仇”,开始广泛的玄武岩洪水爆发,或两者的某种组合。在任何情况下,结果是一个快速,规模地质当然,实际上大约1亿年——“全球重修的事件”导致或总俯冲的组合/ reemplacement古老的地壳(因此这是一个相当快的速度比地球上的构造运动——回收所有超过100最高产量研究地壳板块运动需要的20厘米/年,最快的板块运动(印度)在最近的时间只有大约4 - 6厘米/年),或其进步埋葬在流动类似于西伯利亚的陷阱,可能来自多个通风口来源,在等一段足够长的时间延长至少涵盖所有低洼地区。在这两种情况下发生火山气体的广泛发布主要包括二氧化碳,并迅速将大气中转换为“失控的温室”状态就像我们今天看到这个星球上。最后GRE金星上完成了大约500毫安,,之前有更多的海洋直到最后时候,和当前的厚度可能是这样的结果集而不是一个链。

海洋在火星上,另一方面,似乎已经出现,而安静的死亡。在这种情况下,它似乎主要问题是地球只是太小,和原因并不是由于外部变化的形式的太阳,而是内部的。由于缺乏规模,因此质量,既减少原始热核心和一个较小的放射性核素内负载保持内部温度。内部会冷却的铁核心完全冻结,关闭了行星磁发电机,我们知道存在在过去由于今天仍在小范围的“化石”磁化地壳中由于丰富的magnetizeable铁矿物质的浓度。

这是一个问题,因为类地行星的磁场偏转太阳风的目的是远离大气层。没有它,风直接打击大气和开始“溅射”,或打击,它走了。火星因此失去了大气层在彗星尾巴的影响,海洋,也多亏了由此产生的压降。留下的是少量的重(因此很难删除)二氧化碳。没有失控的温室生产因为内部的热状况恰恰相反——它不是过热,而是,冷却下来。

一般来说,只要你的材料形成的行星——即恒星的proplyd——相当大数量的水,因为通常情况下,行星将形成海洋由于化学分异过程导致水库表面积累。事实上,在许多情况下,他们可以形成的更多的海洋就像我们看到通过观察行星的太阳系外行星系统,“海洋”数百千米厚层(从技术上讲,这只会是液体海洋适当降至约100公里左右,在这一点上,压力变得足够高(虽然精确的深度取决于当地的重力)冻结水的压缩(大约1 GPa压力,相比之下,地球上马里亚纳群岛,在10公里深度约为100 MPa),和其他层下面这一点是各种高压阶段冰)因此没有裸露的土地。这一切都取决于材料的含水量形式,这是非常变量。

(一个可能,事实上,考虑某些木星和土星的卫星实际上太阳系这种行星组成的例子,就在爬起来大小作为一个地球的太阳系外的例子是北质量(6000美元\ \ mathrm {Yg} $)。)

Answer 5

水实际上从未出现在地球之前成立,这是肯定的。

天文学家们发现有两个现成的来源:彗星和小行星,太阳系的碎石散落在行星巨石。两者之间的主要区别是,彗星通常有更大的浓度成分蒸发加热时,会计的标志性气体尾巴。彗星和小行星都可以包含冰。如果与地球相撞,他们添加了一些科学家怀疑的材料数量,这样身体很容易带来了海洋的水。因此,每个被指责为一个怀疑的谜。

两者之间的判决是一个挑战,多年来科学判断摇摆从一个到另一个。然而,最近的观察它们的化学结构的天平向小行星。去年研究人员报道,例如,不同形式的氢的比率在小行星在地球上我们发现更好的匹配。但是分析是基于有限的样本,这意味着有一个好机会,我们没有听到了最后一句