深入地下3000米,科學家發現保存了20億年的水,還大膽地嘗了一口

水是地球上很常見的物質,雖然科學界對「地球上的水從何而來」這個問題還沒有確定的答案,但可以肯定的是,在很久很久之前,地球上就已經有水存在了,因為已知的化石證據表明,地球上最早的無可爭議的生命證據至少可以追溯到35億年前,而我們都知道,水是地球上所有生命不可或缺的物質基礎。

盡管地球有水的歷史可以追溯到非常遙遠的過去,但我們在現代地球上卻很難找到保存了上億年的水,這是因為地球表面絕大部分的水都一直處于循環狀態,在太陽輻射和地球重力的作用下,它們會不斷地通過水的蒸發、水蒸氣的輸送、水蒸氣的凝結降落、地表下滲和徑流等等過程進行周而復始的循環,除此之外,它們還可能會被地球上的各種生物利用。

所以我們可以簡單地認為,現代地球上絕大部分的水都是很「新鮮」的。實際上,只有在地下深處才有可能找到那些年代久遠的水,當地球表面的水在重力作用滲透到地下深處時,有可能會因為構造運動、地質沉積等原因被周圍的巖土封閉起來,在這種情況下,如果封閉這些水的巖土特別致密、滲透性特別低,那麼這些水就可以被長時間地保存下來。

由于這些古老的地下水對研究地球的過去具有重要意義,因此科學家們會經常進入到那些深入地下的礦井里,試圖發現它們的蹤跡,正所謂「功夫不負有心人」,在過去的日子里,科學家在這方面已經有了不少的發現,那麼在已知的樣本之中,最古老的水是保存了多少年的呢?答案就是:20億年。

深入地下3000米,科學家發現保存了20億年的水

位于加拿大安大略省蒂明斯市附近的基德溪礦(Kidd Creek Mine)于1966年開始啟用,該礦所在的礦床是世界上最大的火山成因塊狀硫化物礦床之一,主要出產銅、鋅等金屬礦物,最初的時候主要是露天采礦,后來逐漸演變成地下礦井。

隨著時間的推移,基德溪礦變得越來越深,這也引起了科學家的興趣,早在2013年,一組來自多倫多大學的科學家就來到了這里,并在地下大約2400米處的礦床裂縫中發現了被封存的古老水體,通過對水中的惰性氣體同位素(如氦、氖、氬和氙)的含量進行測定,并結合其他元素的綜合分析,科學家得出,這些水的「年齡」至少有10億年。

數年之后,這組科學家再次來到基德溪礦井,并在地下大約3000米的位置發現了更加古老的封閉水體,此次的研究結果表明,這里的水已經在地下保存了20億年左右,最高估算值可達26.4億年,而這些水也是迄今為止已知的最古老的水。

為了知道地球上保存了20億年的水是什麼味道,一位科學家還大膽地嘗了一口,根據他說出的品嘗體驗,這些水比我們常見的水更加黏稠,其味道品嘗起來非常咸,并且又苦又澀,給人一種惡心的感覺。

其實這種品嘗體驗也是很容易解釋的,要知道在長達20億年的時間里,這里的水與周圍的巖土會不斷地發生物理化學反應,大量的物質隨之溶解在水里,而由于這些水一直處于與外界隔離的封存狀態,水中的物質就無法得到稀釋,久而久之,就造成了水中的礦物質含量高得異乎尋常,并且充斥著各種雜質,其味道當然就非常不好了。

上圖為來自基德溪礦的水樣本,分析結果表明,樣本的鹽度是普通海水的3倍以上,其中的橙色物質是水中的雜質(它們之所以呈螺旋狀,其實是科學家在拍攝時晃動樣本造成的),根據研究人員的描述,這些在地球上保存了20億年的水本身是透明的,但當它們暴露在新鮮空氣中的時候,水中的礦物質很快就會被氧化,進而使水變成橙色。

值得一提的是,在這些非常古老的水中,科學家還發現了一些簡單的單細胞生物,這就意味著,它們很可能已經在地下3000米「與世隔絕」地生活了數十億年,科學家推測,它們可能是從放射性元素的衰變中獲取能量,并利用水、硫化物、二氧化碳以及氫元素、氮元素等物質合成自己生存所需的各種有機物(如氨基酸)。

所以一個迷人的猜測就是,數十億年前,遠古火星上存在著大量的水,這是基本上可以確定的,既然地球深處的水以及生活在其中的生物可以在20億年的時間尺度上保存下來,那麼在火星也很可能會有類似的水,而假如遠古火星上真的存在過生命,那麼它們中的一部分生命力極為頑強的簡單生物,或許仍然生存在現在火星的地下深處。


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