大約40億年前，地球經(jīng)歷了一場持續(xù)千萬年的“超級(jí)大雨”，將荒涼的巖石星球變成藍(lán)色海洋的搖籃，這場雨不僅塑造了地球的模樣，還為生命誕生鋪平道路。
海洋從何而來？
是天降甘霖，還是地球內(nèi)部的秘密？
46億年前，地球形成時(shí)是一團(tuán)熔巖球，表面溫度超2000℃，大氣充滿二氧化碳、甲烷和水蒸氣，約40億年前地球冷卻至100-200℃，仍無液態(tài)水，巖石表面被隕石轟炸，宛如地獄，這段時(shí)間稱為冥古宙末期至太古代初期，是海洋形成的起點(diǎn)。
2023年《自然-地球科學(xué)》研究表明，地球冷卻后，進(jìn)入“晚期重轟炸期”，彗星和小行星頻繁撞擊，帶來水和有機(jī)物，這為“千萬年之雨”埋下伏筆。
約40億年前，地球表面溫度降至100℃以下，水蒸氣開始凝結(jié)，形成厚重的云層，引發(fā)持續(xù)千萬年的全球性降雨，這場雨被地質(zhì)學(xué)家稱為“原始降雨”，時(shí)間跨度從數(shù)百萬到千萬年不等，2020年研究估算，這場雨的強(qiáng)度遠(yuǎn)超現(xiàn)代暴雨，全球降水量可能達(dá)每天數(shù)毫米，累積形成數(shù)百米深的原始海洋。
但是這場雨為何如此持久？
首先是大氣飽和，早期地球大氣富含水蒸氣（占10-20%），來自火山噴發(fā)和彗星撞擊。水蒸氣遇冷卻表面凝結(jié)，雨水不斷循環(huán)，并且太古代火山頻繁，釋放二氧化碳和硫化物，形成酸雨，加速水汽凝結(jié)，火山灰提供凝結(jié)核，最重要的是40億年前，地球無大陸，僅有零星火山島，雨水直接匯入低洼盆地，形成全球海洋。
目前認(rèn)為海洋有兩個(gè)源頭，外源（彗星與小行星）和內(nèi)源（地球內(nèi)部），彗星含30-80%冰，小行星含5-10%水，晚期重轟炸期，約1021公斤彗星和小行星撞擊地球，帶來相當(dāng)于現(xiàn)代海洋的水量，2022年《自然-天文學(xué)》分析南非Murchison隕石，發(fā)現(xiàn)其水分子（H?O）與地球海洋的同位素比（D/H，氘/氫）相近，支持外源說。
地球形成時(shí)，原始地幔捕獲了大量水，儲(chǔ)于礦物（如橄欖石）中，火山噴發(fā)釋放這些水，占海洋的30-50%，2019年《地球物理研究雜志》發(fā)現(xiàn)，地幔至今含水量相當(dāng)于2-3個(gè)海洋，40億年前釋放的水足以填滿早期海洋，火山噴發(fā)的水蒸氣冷卻后，化為降雨，匯入海洋。
綜合證據(jù)，海洋水源約50%外源，50%內(nèi)源。彗星帶來“種子水”，地幔提供“持續(xù)水”，千萬年降雨將兩者融合，填滿地表低洼。
但是40億年前的海洋與今日大不同，首先是溫度50-80℃，含硫酸和鹽酸（火山酸雨），pH約4-5，類似醋，并且由于地球還沒有大陸，海洋覆蓋90%地表，平均深度數(shù)百米，最深處數(shù)公里。
2024年《科學(xué)進(jìn)展》研究在格陵蘭38億年巖石（Isua綠巖帶）發(fā)現(xiàn)水成沉積物，含碳酸鹽和硅酸鹽，證明早期海洋已存在并與巖石交互，可能孕育單細(xì)胞生命。
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