数十亿年前，地球完全被海洋覆盖，那些海水如今怎么消失了？|地幔|地球表面|地表|岩石

在寻找地外生命时，科学家们一般都非常关注那些与地球比较相似的行星。虽然支持地球生命存在的因素有很多，但对于科学家来说，有一点至关重要，那就是液态水。

我们可以假设生命可以呼吸其他气体来维持生命，也可以认为某些地外生命具有抵御严寒的能力，但如果没有水作为溶剂，生化反应将难以进行出去了，更不用说生活了。而且，液体是流动的，水中的有机物可能更容易相遇结合，从而为生命的出现奠定基础。

我们知道，地球上最早的生命是在海洋中发展起来的。在相当长的一段时间里，地球上的生命完全生活在海洋中，直到后来才逐渐在陆地上生活。越来越多关于早期地球的研究表明，大约40亿年前生命首次出现时，地球表面可能完全被海洋覆盖，即使有陆地也可能只占很小的一部分。那时的地球是一颗彻头彻尾的蓝色星球。

虽然今天仍有超过2/3的地球表面被海洋覆盖，但比起当时要小得多。这也引起了科学家们的好奇：淹没了整个地球的海水去了哪里？为什么今天只有海洋覆盖了地球表面的2/3？

近日，哈佛大学地球与行星科学系研究生董俊杰（音译）带领科学团队对早期地球进行研究分析。他们发现，正是地幔在数十亿年的时间里秘密地从地表吸取了水，导致水逐渐减少，陆地出现在地表。

在《美国地球物理联合会进展》期刊上发表的论文中，研究人员表示：“我们计算了地球固体地幔储存水的能力作为地幔温度的函数，发现对于早期地球的热地幔，它的水储存量比今天的地幔小。因此，今天地幔中所含的水应该参与了地球早期更大的海洋世界的形成。我们的研究结果表明：人们长期以来一直持有“地表”的观念，认为海洋的体积在很长的地质时间跨度内几乎保持不变需要重新考虑。”

结果表明，大量的水以官能团的形式存在于表面之下，即羟基，由一个氢原子和一个氧原子组成的一组原子。尤其是含水的瓦兹利石和尖晶石橄榄石这两种火山矿物岩石，储存了大量的水。前者含水量在3%左右，后者含水量接近1%。

在此之前，科学家们在现代地幔的压力和温度条件下分析了这些火山矿物，以获得它们的储水能力。

不过，董俊杰等人却敏锐地意识到，大家可能在不经意间陷入了固定型思维。他们收集了大量的矿物物理数据，在更大范围的条件下测试了这两种矿石岩石的储水能力，发现了不同的结果。分析结果表明：当温度高时，这两种矿物质的储水能力也会下降。

这一点非常值得注意，因为在地球早期，地幔非常热。这是因为地球内核温度很高，一直处于散热过程中。这个降温过程确实很长，直到今天地核温度可以高达000K，但是在数十亿年的时间尺度上，这个温度变化也是非常明显的。因此，在地球早期，承受着比今天更高的温度的地幔缺乏蓄水能力。

从地球形成之初到现在，地球内部的温度已经开始下降。随着温度的降低，地幔中矿物质的储水能力也开始增加。不仅如此，在这数十亿年的时间里，越来越多的橄榄石矿物从地幔中的岩浆中结晶出来，进一步增强了地幔的储水能力。

研究人员随后对这一分析进行了量化，并在论文中写道：“地球的固体地幔储存水的能力在很大程度上取决于温度，现在受到较低温度的显着影响，导致今天的地幔储水能力有达到了表层海洋总质量的1.86到4.41倍。”这个数字已经很惊人了，但研究人员也指出，这只是一个相对保守的结果。

相比之下，在25亿到40亿年前，地球的地幔还处于非常高的温度，所以无法储存那么多的水资源，最终整个地球都被海洋淹没了。如果不是因为地幔的储水能力与温度之间存在反比关系，今天地球上的陆地可能会非常少。

值得注意的是，之前还有另一项研究，可以从侧面印证本研究的观点。在那篇论文中，研究人员研究并比较了地球上的氧同位素——尤其是早期海洋地质矿物的氧同位素——结果还表明：32亿年前，地球上的陆地面积确实与今天相去甚远。

也有研究表明，太平洋海底可能有一个巨大的洞，每时每刻都有大量的海水涌入。也许这是地幔吸收地表水的一种方式。

更重要的是，这项研究或许还为我们解答了另一个谜团，那就是地球上最早的生命出现在什么地方。目前，一些人认为它们出现在陆地上的淡水中，而另一些人则认为它们出现在咸海中。如果这项研究被证明是正确的，那么早期的地球应该完全被海洋包围，最早的生命起源于何处的问题自然也就迎刃而解了。

同时，这项研究不仅可以帮助地球上的我们，甚至可以让我们更好地研究地外生命。如果地球上最早的生命真的起源于咸水海洋，那么我们应该更多地关注有海洋的行星。

在太阳系中，木卫二、木卫三、土卫二等卫星都有巨大的地下海洋，那里可能存在生命。在浩瀚的宇宙中，拥有海洋的星球数不胜数，这也增加了地外生命出现的概率。