【菜科解读】

众所周知，地球表面存在着大量的液态水，以至于地球表面有大约70%的面积都被由液态水构成的海洋覆盖。

相关研究表明，早在40多亿年前，液态水就已经在地球上出现了，那么，地球上的水是哪来的呢？用了40多亿年，水变少了没有呢？下面我们就来聊一下这个话题。

根据科学界的主流观点，太阳系形成于一片巨大的原始星云，这被称为太阳星云，在大约46亿年前，太阳星云因为某种外界的扰动而发生了引力坍缩，在坍缩过程中，太阳首先在星云的中心位置生成，残余的物质则一边围绕着太阳运行，一边继续碰撞与吸积，最终演化成了太阳系中包括地球在内的众多天体。

从已知宇宙的元素丰度可以看到，构成水的氢元素和氧元素都是宇宙中很常见的元素，而由于氧元素的化学性质非常活泼，它们很容易与氢元素发生反应并生成水，因此我们不难推测出，在太阳星云之中，本身就含有大量的水。

然而，太阳星云中有大量的水，并不意味着地球在形成之初就一定可以拥有很多水。

对此，有一种观点认为，在太阳形成之后，它释放的能量会使其附近一定距离范围内的水都以水蒸气的形式存在，同时驱动着它们向外散逸，而地球的形成是一个从小到大的过程，只有在地球的质量增大到一定程度的时候，其产生的引力才可以束缚住水蒸气，所以在地球最终成长到可以束缚水蒸气之时，它所在的区域已经没有剩下什么水了。

也就是说，在地球形成之初，其实是非常缺水的，另一方面来讲，由于太阳的热辐射会随着距离的增加而不断减弱，当达到一定程度时，水就会被冻结成固态的冰，变得很容易吸积，因此那些形成于距离太阳更远的天体，通常都会含有大量的水。

所以该观点推测，地球上的水，应该主要来自于那些形成太阳系外侧的小天体（如小行星、彗星），毕竟早期太阳系可以说是一片混乱，经常会有小天体撞击地球，特别是在大约38亿至41亿年前的后期重轰炸期，这样的事件更是多得难以计数。

不过也有观点认为，原始的地球就已经有很多水了，其理由是，在太阳系形成之初，水会以结晶水的形式存在于多种矿物之中，而在地球的形成过程中，这种富含水的矿物是可以被大量吸积的。

随着原始地球的个头不断变大，大量的碰撞所产生的热量也在持续累积，其温度也越来越高，当达到一定程度时，这些矿物中的水就会被释放出来，并因为高温而以水蒸气的形式存在，而在这个时候，原始地球的质量已经足够大，其产生的引力已经可以将这些水蒸气牢牢的束缚在地球的上空。

在地球最终形成之后，其运行轨道上绝大部分物质都被清空，没有了频繁的碰撞，地球就开始持续降温，当温度降低到一定程度的时候，那些水蒸气就大量地凝结成液态水，进而降落到地球表面。

近些年来，随着相关研究的深入，科学家发现这两种观点都有各自的证据支撑，所以科学界普遍认为，地球上的水应该是内源和外源共同作用的结果，不过就目前的情况来看，科学家并不确定到底是来自哪种渠道的水更多。

那么，地球上的水用了40多亿年，变少了没有呢？我们接着看。

正如前文所言，即使是水蒸气也会被地球的引力牢牢地束缚住。

之所以会这样，其实是因为水分子的分子量较大，但问题是，水分子的内部结构并不是想象中那样稳定，只需一定的能量输入，就可以使其分解为氢和氧，由于地球的引力不足以束缚住氢，因此一旦出现这样的情况，氢就有可能从大气层顶逃逸，进而使地球上的水变少。

实际上，在地球自然界中就存在着可以将水分解的机制，比如说太阳的短波辐射（主要是紫外线）就有一定的概率直接将水光解氢气和氧气，除此之外，当地球上的海水通过岩石圈的缝隙渗入到地下深处时，有可能会与高温岩浆以及其中的结晶基岩发生一系列的反应，其净效应就是将水分解成氢气和氧气。

所以一个合理的推测就是，经过了40多亿年的漫长时间之后，地球的水应该是会变少的。

实际情况也确实是如此，因为在过去的日子中，科学家已经通过地质记录、化学同位素变化、大气逃逸现象模拟和古气候模型等多方面研究估算出，现代地球的海洋体积相比40多亿年前缩小了26%左右。

幸运的是，现代地球的大气有21%都是氧气，而在富氧的环境中，即使是水被分解，其产生的氢气也很容易重新被氧化并生成水，因此与遥远的过去相比，现代地球上水的流失量是非常少的。

在此基础上，再加上地球在围绕太阳运行的过程中，也会时不时地从宇宙空间中捕获到一些水或者含氢的物质，所以从整体上来看，现代地球上的水可以做到动态的收支平衡，至少在未来的10亿年里，地球上的水都不会明显地减少，因此我们不必对此感到担心。

在太平洋深处，地球外核的熔融铁于2010年意外逆转方向

由欧洲航天局领导的卫星任务帮助科学家追踪了这一剧烈变化，揭示了地球深处内部可能比之前认为的更不稳定和更具动态性。

几十年来，科学家们一直认为他们对液态金属在地球外核内部的运动有合理的理解。

埋藏在地表下约2200公里的巨大熔融铁层似乎遵循相对稳定的长期模式。

然后情况发生了变化。

2010年，赤道太平洋下方一大片富含铁的流体区突然改变了航向。

水流没有继续向西流动，反而突然加速向东流动。

研究人员仍不完全清楚其具体原因，但新分析的卫星和地面观测现提供了迄今为止最清晰的地球中心隐藏动态之一。

卫星揭示了地球深处隐藏的转变这项发表在《地球深部内部研究杂志》上的新研究，分析了1997年至2025年间收集的磁场数据。

科学家们结合了地面站的观测数据与多个卫星任务的测量数据，包括欧洲航天局的Swarm和CryoSat，以及德国CHAMP任务和Ørsted卫星的数据。

这些任务使研究人员能够监测地球磁场的细微变化，这种磁场是由外核中导电熔融铁的运动产生的。

通过研究这些变化，科学家们重建了地球核心与地幔边界处的流动模式。

该分析揭示了太平洋的意外逆转。

研究发现，2010年，太平洋地区从微弱向西移动转为强烈向东移动，挑战了此前外核在长期内表现大致稳定且可预测的假设。

地球的磁场屏蔽依赖于这种流动地球的磁场之所以存在，是因为液体外核内部不断运动。

当熔融铁环绕固体内核时，形成了地球的地质发电机——负责产生环绕地球的磁场的过程。

这种磁场屏蔽在保护地球免受来自太阳的带电粒子影响中起着关键作用。

没有它，地球的大气层和技术系统将更加容易受到有害太阳辐射的影响。

尽管新观测到的逆转对人类和气候没有威胁，科学家表示理解这些内部变化极为重要。

磁场在不断演变。

即使是渐进的变化，也会影响导航系统、航天器操作以及用于预测近地空间天气的模型。

群聚卫星提供了关键线索ESA的三颗Swarm卫星于2013年发射，专为以极高的精度绘制地球磁场而设计。

它们的高灵敏度磁力计能够将来自核心深处的信号与地壳、海洋、电离层和磁层产生的磁效应区分开来。

由于卫星运行在精心协调的轨道上，研究人员能够追踪磁场模式随时间演变的过程。

这些观测帮助科学家不仅识别了太平洋反转本身，还发现了后续的扰动，包括2017年的地磁震动，即地球磁场行为的快速变化。

据欧洲航天局Swarm任务经理Anja Stromme介绍，Swarm的长期数据集尤为宝贵，因为它提供了多年持续的全球覆盖，而不仅仅是依赖分散的地面观测站。

这种持续监测使研究人员能够观察2010年反转后岩心动力学的变化，并跟踪东流随时间演变。

科学家认为这种逆转可能已经开始减弱主要研究作者弗雷德里克·达尔·马德森表示，这一突如其来的反转引发了关于地球深层内部行为的重大新问题。

研究人员目前正试图确定该事件是暂时波动、反复振荡的一部分，还是核心内新稳定环流模式的开始。

有趣的是，团队的模型表明，自2020年左右以来，太平洋下方强劲的东流已经减弱。

卫星数据还揭示了快速变化的流动结构和波状加速度，这些在较旧或噪声较大的数据集中可能未被检测到。

这些发现暗示地球核心可能经历的短期区域变异远超科学家此前的认知。

弗雷德里克·达尔·马德森还指出，太平洋流动反转的时间与地球内核通过大地测量和地震学研究推断出的变化相吻合。

研究人员现在怀疑，多个深地层发生的过程之间可能存在联系。

深地球可能比预期更紧密相连参与该研究的科学家表示，这些发现可能会重塑研究人员对地球外核、内核和下地幔相互作用的看法。

欧洲航天局群组任务科学家伊丽莎白塔·约尔菲达解释说，太平洋逆转挑战了长期以来“西向环流稳定主导外核”这一观点。

相反，研究表明，重大地区变化可能在短短十年内迅速出现。

这种可能性尤为重要，因为地核与地幔之间的边界被认为是决定深地球动力学的最关键区域之一。

理解这些层次如何相互影响，有助于科学家构建更准确的地球内部演化模型。

为什么这很重要这一发现凸显了科学家们对隐藏在地表动的金属海洋知之甚少。

曾经看似相对稳定的系统，实际上可能能够快速且出乎意料地进行重组。

得益于像Swarm这样的长期卫星任务，研究人员现在可以近乎实时地监测地球的磁引擎，捕捉到以前难以察觉的细微变化。

随着科学家们致力于了解地球磁场的演化以及行星内部深层过程之间的相互联系，这些观测变得越来越重要。

太平洋的逆转最终可能只是暂时的。

或者它可能表明地球核心的运作方式比研究人员曾经想象的更加多变和复杂。

无论哪种情况，这一事件都为我们地球上最难到达的地区之一打开了一扇新的窗口。

黑洞会吞噬地球吗 黑洞又是怎样吞噬地球

　　人类对于黑洞的好奇一直都没有停歇，就连科学界都对此争吵不断——霍金甚至一度想证伪黑洞的存在，更别说民间的无数科幻作品了。

很多小说都有过人类的末日是太阳死亡变成黑洞进而吞噬地球这样的桥段，地球被黑洞吞噬，到底会是一幅怎样的场景?近日，一位美国科学家给出了答案。

　　"面条化"假设!有一个非常著名的黑洞假设——物体在靠近黑洞时，由于引力作用，会被"面条化"(spaghettification，这个单词来源于spaghetti，意大利面)。

简单来说，如果你离黑洞过近，就会被黑洞的引力拉成像面条一样长长的一条。

这种效果的产生是重力梯度作用于你身体而产生的变化。

　　想象一下，你正在一脚踏进一个黑洞，因为你的脚跟头部相比，离黑洞更近，所以它会受到来自黑洞的更强的引力，同时，你的手臂因为摆臂的关系，与你的脚还不在一个方向上，所以手臂还会受到一个来自不同方向引力的牵引。

　　不同的位置、不同的方向，这就使得身体的不同部位从边缘向中心聚集，最终的结果不仅是身体整体的延伸，更让身体的中间变薄变长，因此，你的身体，地球也是一样，就会像被拉成了一根长长的面条，被黑洞的大嘴吞噬进去。

　　黑洞视界让你短暂拥有"上帝之眼"!假设一下，如果我们的地球旁边突然冒出来一个黑洞，会出现怎样的情景?　　首先，导致面条化的引力效应开始发挥作用，地球接近黑洞的部分会比另一边受到更强的引力，于是地球开始解体，如果这个黑洞的质量非常巨大，那么我们甚至有可能感觉不到自己正在被吞噬，因为在一段时间之内，由于时间变慢的影响，地球的视界(Event Horizon)会低于黑洞的视界，我们看到的东西将会一如寻常。

　　视界之所以叫"视界"，正是因为这是一个事件的边界，边界内发生的事件对于边界外的观察者来说，永远不会发生。

所以，从灾难降临到灾难发生，你会感觉自己向黑洞跌落的过程没有任何异常，就像从高处走向地面一样。