地球会不会变成火星?
地球会不会变成火星?
行星演化有类似的进程
太阳系的行星都有类似的演化过程。太阳系所有的行星都是在45亿年前形成的,形成之初温度都很高,没有薄壳,主要是岩浆海,然后逐渐变冷,有的冷得快些,有的冷得慢些,冷到一定度就形成一个硬壳,就是岩石会发生板块运动温度再降低,硬壳越来越厚,厚到一定程度就无法运动了。只有运动旺盛的星球才是一颗活的星球。
地球现在就是表层有一层硬的岩石圈,厚度有100到200公里,板块运动非常活跃,比如大洋中脊的拉张、太平洋底向地下俯冲。但是如果继续冷却,岩石圈就会越越厚,相对运动就没有了。
月球很快就过了活动时期,26亿年前就连火山活动都没有了,是一个死了的星球。
火星已经没有了板块活动,似乎也早没有火山活动了,再往后就像月亮一样,慢慢地沉寂,我们称之为“死去的星球”。
对于拥有生命的地球而言,当星球的这些活都停止,就意味着生命也逐渐消亡,因为生命的存在是星球大气圈、水圈长期演化的结果,一旦停止演化,生命也将不复存在。
能否通过火星探测车传回照片和分析数据断定火星上有过水?
根据各国已经公布的一些分析结果,火星上曾经有过水的可能性几乎是100%。而根据他们公布的照片则无法断定,存在着多种可能性。
(火星与地球上类似的波纹状地貌的图片这些波纹都像被水冲刷过的痕迹。)
在地球上,这种地貌的成因有两种:风成和水成。在海滩和沙漠上都能看到类似的沙地,但一个是被海浪冲刷,一个却是被风吹刮而成。所以,单从波纹来判断火星上有水是不可靠的。
火星岩石上磨出的剖面
如果在地球上,我们可以取一些岩石样品进行细致的分析,但目前显然无法拿到火星的岩石样品有报道说,科学家在地球上找到了28块火星陨石,这些石的研究价值无疑非常宝贵。但火星限石,并不是火星上的石头掉到地球上了,火星自身的岩石是无法逃离行星自己跑出来的。这28 块石是来自火星附近星际空间飘浮的“岩石”碎片,因此称其为火星陨石。所以,它们还无法成为判断火星是否有水的证据。
不过,我们还是可以用一些简单的方法进行鉴别。如果是水成的波纹地貌,当水流经过时,细小的颗粒会悬浮起来,保留在波峰,粗的颗粒会沉积到波谷。而风成的波纹地貌则恰恰相反,细小的颗粒被风吹起,下落时可能停在波峰,也可能停在波谷,粗大的颗粒则不容易移动,一般会停留在波峰。
仔细观察美国公布的这些照片,可以看到波峰上的颗粒似乎更粗些,所以我认为风成的可能性比较大。但也不排除最先是水成的,在没有固结、松散的时候又经历了风的改造,最后形成照片上这样的状态。
在地质研究中,拍摄地质照片时,必须在拍摄对象旁边放一个参照物,一个锤子或者一支铅笔都可以,一看就可以大致判断拍摄对象的大小。但是美国公布的照片都没有参照物,这就给判断带来了阻碍。
还有一幅勇气号发回的照片(图见12页)是探测上的装置把一块火星岩石磨出光面,可以看到里面的碎屑状结构。
碎屑状结构的产生也有两种可能,水成或火成。但是如果能更细致地显示,我们就可以加以区别。水成的碎屑一般都呈圆滑的形状把尖锐的棱角磨掉了;火山喷发出的碎屑落下,则是尖锐的形状公布的这张照片很不清楚,隐约显示出那些碎屑是有棱角的。即使如此,也不能说明这些岩石就没有被水作用过,因为火山碎屑沉积下来、形成岩石以后再经过水流作用,岩石内部也可能出现这样的结构。所以根据这张照片还是无法判断。
地球上沙漠地区风成波浪地貌
地球上沙漠地区的风成波纹地貌,面积非常大。风成波纹中粗大颗粒会停留在波峰,而水成波纹中粗大颗粒沉积在波谷。
不过,通过探测车带去的仪器在火星上对岩石的成分所做的分析,几乎可以确定火星上曾有过水。一是发现其中含有硫酸盐和黄钾铁钒。这些都是必须有水的作用才能形成的。
不久以前,火星上赤铁矿的发现使火星上有水的可能性又大了许多。因为在地球上大多数的赤铁矿是因水而成,我认为,这个证据是比较能说明问题的。但还无法最后断定因为风化也可以形成赤铁矿。
如果能发现褐铁矿,就基本上能断定火星上存在水了,褐铁矿是三氧化二铁再加几个水分子。可惜在火星上尚未发现。
不过,所有的推测都是以地球为参照来进行类比,目前也只能用这种方式来判断,是否存在其它我们所不了解的可能性,那就不得而知了。只有当我们真正找到了水,一切问题才会迎刃而解。
如果说火星上曾有过水,那么水是何时形成的? 又怎么消失了?
45亿年前,火星和地球一起形成。由于火星和地球像太阳系的其它行星一样,都有着类似的形成和发育过程,我们可以根据地球的情况推测火星。我相信,火星上曾经有过大面积的水,至于是不是曾经像地球这样,超过70%的面积都被水覆盖,目前还缺乏判断依据。
我们根据对地球的了解,可以推测火星上可能在什么时候开始有水了,但是火星上的水是什么时候没的,比较难下结论。我们用地球演化的历程来分析一下火星的情况。
45亿年前地球产生,早期刚刚形成大气圈,没有氧气。有人推测在 40亿年前左右,就开始有水圈了。
从38亿年前开始,出现了一个次生大气圈,主要成分是二氧化碳。
20亿年前到10亿年前这段时间,能进行光合作用的细菌越来越多,产生的氧气也越来越多。地球的温度起初非常高,水是气态的,然后逐渐冷却当地球的大气环境一旦冷到100C以下水气就变成了液态水地球上的水最开始是强酸性的,从38亿年前开始,水的酸碱度就和现在差不多了。
火星上如果有水,演化过程可能也是这样。火星形成后也不断冷却,而且比地球冷得快,所以在形成后1亿年左右就应该有水圈了。
所以我想火星曾经有过生命的可能性也比较大。但是现在探测到的结果是,火星大气中只有少量的氧,97%都是二氧化碳。这些氧气应该都从火星逃逸了。
地球可以留住水,而火星的水却消失了,一个关键原因是这两个星球的质量相差太大火星的质量只有地球的1/10这直接导致火星的引力较小,吸引不住氧、氮这些大分子,而地球可以,留住氧也就相当于留住了水。
水通过光化学作用分解成氢和氢氧化根,地球上的氢是可以散发出去的,氢氧根却可以被保留。对火星来说,原来有水,经过光化学作用分解成氢氧分子,由于火星的质量无法吸引它们,这些分子就丢失了。这样,火星上的水就不断地蒸发,不断地丢失,全都跑到太空中去了。
另外,风化作用也会使水消失。在风化过程中,玄武岩里的二价铁会和水发生化学反应,形成赤铁矿,也就是三氧化二铁,同时会释放出氢气。火星上有大量的玄武岩,和水作用后形成赤铁矿,再放出氢。这种风化作用不断进行,火星上的水自然就越来越少。
地球上的水会不会像火星那样消失?
地球作为一颗行星无论是地球上的水,还是地球自身的演化,其形成和消亡与其它行星应该有类似的规律。
地球上的水并非绝对的再生资源,虽然地球的质量大到足够保留住可以形成水的大分子,但它也在通过光化学作用和风化作用逐渐消失,只是速度比较慢而已。地球上的水最终还是会完全消失的。
与火星不同的是,地球有两个热源,一个是外部太阳能,另一个是内部热能。在地球形成时,星云物质的收缩使重力能变成了热能现在地球内核的温度比太阳表面的温度还要高20%左右。另外,地球地壳里还含有放射性物质,也会产生热。因此地球温度下降是一个极其缓慢的过程,板块的碰撞和扩张依然很活跃,地球离死去的那一天还很遥远。据推算,地球至少还有10亿年的寿命。