我們常常在追尋宇宙起源的過程中忘記了本源，那就是我們的地球，我們著眼於遙遠的世界，卻未曾考慮到真相可能就在我們腳下，就在我們這塊富饒的土地上，其實在這片養育著生命的世界過去必然隱藏著不為人知的祕密！那麼地球的過去到底長什麼樣呢？

地球曾經是一個“水世界”

近日，來自地殼古老部分的證據表明，大約30億年前，地球曾經是一個水世界。如果這是真的，那就意味著科學家需要重新考慮關於系外行星和宜居性的一些理論，甚至還需要重新考慮他們對地球上生命起源的理解。

來自科羅拉多大學博爾德分校的博斯威爾·溫和他以前的博士後學生、愛荷華州立大學的本傑明·約翰遜對這項研究進行了闡述，並表示在現代的海底板塊上發現了可以反映在早期太古代氧-18 極其豐富的海洋證據！

科學家發現證據的地點在澳洲內陸的一個地區，這裡被稱為全景區。位置隸屬於在澳洲西北部的那個地區，在那裡有一塊32億年前的海底板塊，已經被科學家發現這塊地殼中含有古代地球海水的化學成分。約翰遜表示，因為周圍沒有真正的古代海水樣本，但我們卻發現了有岩石與海水的相互作用，並記錄了這種相互作用，這種相互作用是前所未有的發現，它可以幫助我們了解地球過去的模樣！

首先我們知道，地球生物圈的起源和進化是由海洋的物理和化學歷史決定的，而海洋化學沉積物和改變的海洋地殼儲存了這些歷史的地球化學記錄。例如，海洋化學沉積物的-18O/-16O（氧-18/氧-16）比率隨時間而增加在，這是地球發展的正確規律。18O和-16O分別是氧的同位素，所謂同位素是指具有相同質子數，不同中子數的同一元素的不同核素，例如碳有多種同位素，12C、13C和 14C。氧-16，為氧的一個穩定同位素，擁有8個質子和8箇中子，在氧化態為0時有8個電子，氧-16的丰度約為99.76%，約佔地殼含量的48.5%。

隨著時間的推移，人們對海洋沉積物進行了深入的研究，但負責該研究的科學家把注意力轉向了古代地殼。古代海洋擁有不同型別的氧氣，然後這些氧氣被沉積到地殼中。科學家們收集了100多塊古代岩石樣本，並對其進行了氧同位素分析:氧16和氧-18。他們想找出古代地殼中各同位素的相對含量，並將其與沉積物中的含量進行比較，進而發現地球的過去構造。

早期地球的氧-18

他們的研究結果顯示，在32億年前地殼形成時，氧-18更多，這意味著當時海洋中的氧-18更多。這兩位研究人員表示，這意味著當地殼形成時，還沒有大陸。這是因為大陸形成時，它們含有粘土，而這些粘土吸收了較重的氧-18。因此，如果32億年前有大陸的話，它們的地殼樣本所含的氧-18就會少一些。

最後他們的研究得出的最重要的結論是，地球上的海洋經歷了兩種截然不同的狀態:一種是大陸形成之前，另一種是大陸形成之後。

綜合早前人們對海洋化學沉積物進行的廣泛研究，科學家逐漸將古代地球上的大陸形成過程拼湊起來。研究稱，這些古代沉積物包括“碳酸鹽、磷酸鹽、微晶二氧化矽和氧化鐵”。由於這些礦物是直接從水裡形成的，所以它們能反映與它們共存的水的-18O數值。這些沉積物就像是當時地球的檔案記錄，而較老的沉積物顯示，氧-18值隨著時間的推移穩步增加，一直到今天。但這項研究與此相反，科學家認為海水中的氧-18會隨著時間的推移而減少。

這兩位科學家構建了一個古代地球的模型，表明“在30億到25億年前的太古代晚期，大陸風化的開始，會將富含18 - o的早期太古代海洋拉低到與現代海水相似的18 - o值。”因此，只有在大陸形成之後，氧-18的數值才會開始接近現代的數值。

儘管這項研究指出了古代地球是水世界的可能性，但這並不意味著地球上沒有任何陸地。島嶼大小的陸地，甚至是微型大陸，可能在那個時候就已經存在了，或者在自然狀態下是火山形成的，而且岩石非常多。但是，想今天覆蓋地球的廣闊土地，肥沃的土壤和高聳的山脈，可能並不存在。但是如果有的話，氧-18的含量會更接近今天的含量。

研究進一步表明，如果古代大陸的形成比現代大陸慢得多，那就可以解釋氧-18的差異。吸收氧-18的粘土也可能是在海洋中形成的，而不是在陸地上。這就引出了地球科學中一個經久不衰的謎團:大陸究竟是什麼時候形成的?

答案：46億年前？

大約在46億年前剛從太陽星雲形成的原始地球，就像現在的火星，甚至有過之無不及，然而原始地球由於不斷散熱，灼熱的表面逐漸冷卻下來，原來從大地上跑到天空中去的水，凝結成雨點，又降落到地面，持續了許多億年，形成了原始海洋。

根據一些證據，大陸很可能只有在地核散熱和冷卻的時候才會形成，這個時間大約是46億年前，也就是地球形成初期。但是無論如何，現代大陸直到侏羅紀之後才形成。在此之前，岡瓦納大陸覆蓋了地球表面的五分之一。因此科學家更希望研究地殼的年輕區域，以便更清楚地確定現代大陸是何時形成的。岡瓦納大陸是大陸漂移說所設想的南半球超級大陸，包括今南美洲、非洲、澳洲、南極洲以及印度半島和阿拉伯半島。

這項研究還涉及到地球上早期生命，以及它們是如何以及何時形成的。地球早期的海洋，就像現代的海洋一樣，起到了緩衝的作用，通過漫長的時間，在生物圈、大氣和地圈之間調節氣候反饋，幫助確保長期的行星宜居性。

​結論

通過這項研究，科學家已經勾勒出一幅早期地球的模樣，以及海洋的性質，但這只是它的大體結構，詳細細節的證據都被埋藏在岩石裡。所以當我們試圖了解地球上的氣候變化時，或者當我們更加仔細地觀察系外行星時，所有這些關於古代地球、海洋和生物圈的問題，就有了新的重要性參考。正如約翰遜所說，一個沒有新興大陸的早期地球可能類似於一個‘水世界’，為地球上生命的起源和進化以及其他地方可能存在的生命提供了一個重要的環境約束。同時也為生命的起源提供了終於的線索！