夏威夷檀香山天文研究所的托比亚斯·C·欧文提供了以下概述
“这是一个非常好的问题,因为我们还没有一个被所有人接受的答案。”
“海洋的起源可以追溯到地球形成的时期,即46亿年前,当时我们的星球是通过积累称为星子的较小物体而形成的。水的来源基本上有三种可能。它可能(1)从构成地球主体的岩石中分离出来;(2)作为后期吸积的水富陨石薄层的一部分到达,类似于我们今天看到的碳质球粒陨石;或(3)作为后期吸积的冰质星子薄层的一部分到达,即彗星。”
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“海洋的成分为它的起源提供了一些线索。如果所有彗星都包含与我们在哈雷彗星和百武彗星中检测到的相同类型的水冰——这是我们能够详细研究其水分子的唯二彗星——那么彗星不可能输送地球海洋中的所有水。我们知道这一点,是因为彗星中的冰所含的氘(氢的重同位素)原子是海水中普通氢原子的两倍。”
“与此同时,我们知道陨石也不可能输送所有的水,因为那样地球大气层中的氙(一种惰性气体)含量将是实际含量的近10倍。陨石都携带过量的氙。 还没有人测量过彗星中氙的浓度,但最近关于低温下形成的冰捕获气体的实验室实验表明,彗星不含高浓度的氙。陨石水和彗星水的混合物也不行,因为这种组合仍然会含有比海洋中更高的氘浓度。”
“因此,目前关于海洋来源的最佳模型是彗星水和地球岩石体形成时捕获的水的组合。这种混合物解决了氙的问题。它似乎也解决了氘的问题——但前提是地球当前轨道附近的岩石物质从太阳星云(环绕年轻太阳的气体和尘埃云)中获取了一些当地的水,然后它们吸积形成地球。一些关于氘在氢气和水蒸气之间交换方式的新的实验室研究表明,太阳星云局部区域的水蒸气会具有大约正确的(低的)氘比例,以平衡在彗星中看到的过量氘。”
“这里要强调的重点是,这是一个模型,一个工作假设,必须通过许多额外的测量来严格检验。我们需要研究更多的彗星。我们还需要更多地了解火星上的水,在那里我们有另一个机会来调查上述来源。 在地球上,板块构造导致海洋水与来自地球内部的物质大量混合;这种污染可能没有发生在火星上,那里似乎没有发生板块构造。这些调查(和其他相关研究)目前正在进行中。这是一个活跃的研究领域!”
密歇根大学的詹姆斯·C·G·沃克证实了这一结论,并补充了他的观点
“目前最好的想法是,挥发物(包括水在内的在低温下汽化的元素和化合物)是在地球吸积时从固相中释放出来的。因此,地球及其海洋和大气层共同成长。”
“在吸积过程中,碰撞星子的动能转化为热能,因此地球在聚集时变得非常热。形成地球的物质可能太热了,冰不可能成为水的主要载体。 大部分水最初可能以困在粘土矿物中的水的形式存在,或者以分离的氢(在碳氢化合物中)和氧(在氧化铁中)的形式存在,而不是以冰的形式存在。”
“自从四十多亿年前的吸积时期结束以来,地球表面和地球内部(即地壳和地幔之间)一直存在挥发性物质(包括水)的持续交换。火山向大气和海洋释放水和二氧化碳。富含挥发物的沉积物在深海沟发生俯冲。海洋地壳在俯冲带的下沉将水和二氧化碳带回地幔。今天可以看到所有这些过程都在进行。”
“简而言之,冰质彗星物质可能在为地球海洋提供水方面并不重要,但在这个领域几乎没有确定的知识。”