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太陽系中只有地球表面有水和氧氣,都從哪來的?一種外來一種自造

我們的地球最奇特的地方,就是表面有大量液態水,大氣層中有比例很高的氧氣(佔地球空氣成分的21%),這在整個太陽系中都是獨一無二的。那麼這些水和氧氣它是怎麼來的呢?

從已有的天文觀測中發現,水這種物質可以說是宇宙中普遍存在的東西,在我們所在的太陽系中,很多星球上都有大量的水,比如像木衛二、木衛三、木衛四、土衛六、海衛一等比地球體積小得多的星球上,所擁有的水資源量竟然比我們地球上還大不少。

而在大量的小行星和彗星上,也有著很多的水冰,比如彗星就經常被科學家們叫做「臟雪球」,就是因為彗星,基本都是由宇宙塵埃、碎石和水冰組成的。

在地球的形成過程中,也曾有大量的水冰物質參與進來,其實原始的地球本來就是宇宙中的小行星和彗星等融合到一起形成的,因此原始的地球中就曾經有大量的水存在,只是由於當時的地球溫度比較高,可以說就是一顆熔岩星球,這些水大都以水蒸氣的形式存在於地球大氣中。

但是由於太陽光的照射,有部分水蒸氣被太陽紫外線分解成了氫氣和氧氣,氫氣由於質量較輕,逃離了地球引力的束縛,而剩下氧氣存在於大氣層中,所以原始的地球大氣層中也是有部分氧氣存在的。

當地球的溫度漸漸降下來的時候,大氣層中的水蒸氣也開始變成雨水降落到了地面上,它們是地球地表上最早期的穩定存在液態水,這些液態水匯聚在一起形成了地球早期的海洋。

地球形成之後,也有很多富含水冰的小行星和彗星等降落到地球上,他們在撞擊的過程中也是先轉化成了水蒸氣,此後再通過降雨的形式到達地面,地球形成的46億年來,小行星和彗星也給地球帶來了大量的水,使得地球表面的水資源才有了今日的規模。

如今地球大氣層中氧氣含量佔到了21%左右,不過早期地球大氣層中並沒有如此之高的氧氣含量,那麼地球上的氧氣含量為什麼這麼高呢?這主要和地球上植物的光合作用有關。

在地球形成早期,大氣層中的氣體主要是二氧化碳、氮氣和甲烷等,其中以二氧化碳為主,不過也有少量二氧化碳通過太陽紫外線的分解作用變成氧氣分子和碳原子,只是這種方式轉化的比較少,當地球早期海洋等水域中出現能進行光合作用的生物的時候,地球大氣層中的氧含量才開始顯著增加,特別是在距今5.5億年前海洋中出現藍藻、綠藻等植物的時候,地球大氣層中的氧含量急劇增長到35%以上,很多古生物學家認為地球寒武紀生物大爆發現象就是由於地球大氣層中氧含量劇增造成的。

地球的形成本身就是融合了大量的小行星和彗等星際物質,因此地球上的水也是來自於小行星和彗星的,可以說地球上的水基本都是外來的,而地球上氧氣的出現則是由於地球本身的氧元素從某種化合物狀態轉換成氧原子又結合成氧分子,才以氣體狀態存在於大氣層中的,這中間有太陽光紫外線的還原作用和植物的光合作用參與制造,我們不能說氧氣是彗星帶來的,因為基本都是在地球上自造出來的。

水和氧氣都是地球上萬千生命物種最離不開的物質,它們營造了生命所需的最基本條件,為每一種生物所依賴,因此科學家們認為如果尋找地外生命,也需要先找到類似我們地球這樣的擁有液態水和氧氣存在的星球。

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