最古老的水年龄是多少岁？

□孔佑兴

水的起源

地球上的水从哪里来？

有些人认为，水是在地球形成时就已经存在的物质，这是“自生说”。有些学者则把水当作“天外来客”，认为水是太阳风吹来、彗星带来的，这是“外生说”。

水何时出现，也存在着争议。但是，在对约四十五亿年前陨石的分析中，科学家发现了水的痕迹，说明在地球起源之初，可能就已经有水存在。

那么，我们今天发现的最古老的水，又来自什么时候？

海洋覆盖了地球表面71%的面积，使得地球成为一个名副其实的“水球”，也让地球成为一个生机勃勃的活力星球。

地下水的年龄

地表的水奔腾不息，或被动植物所利用，或蒸发升天，或汇入大海，经历着地表的水循环，不断“重生”。与之相比，进入地下的水，循环的速度则慢得多，生命周期也因此更长。所以，提起水的年龄，主要指的是地下水的年龄。

一般来说，地下水都会经历补给、径流、排泄三个过程，即水从地表渗入地下，在地下流动，又从地下回到地表。这一循环的时间，短则几天，长则千百万年以上。地下水在地下停留的时间，就被称为地下水的年龄。

如何测定地下水的年龄呢？最常用的就是同位素技术。它根据放射性元素衰变速度恒定的特性，选择地下水中特定的放射性元素，分别测量衰变前与衰变后的放射性元素含量，来计算地下水的年龄。

▲孔隙水、裂隙水、岩溶水示意图

地下水在哪里

地下水都分布在哪里呢？哪里的地下水，年龄可能最大？

地下水主要分布在地下岩土的孔隙、裂隙或者溶穴中。不同的岩土体，水从其中穿行通过的能力不同。这种容许水在岩土体中运动的能力，就称作岩土体的渗透性。岩土体的渗透性越强，水就越容易在其中通过。一般来说，水在岩土体中运动的速度范围很广，慢者每年以毫米计，快者甚至能日行千米。

因此，大多数的地下水即使运动速度再慢，经过千百万年的时间，也往往会消失殆尽。这给寻找古老的地下水带来了重重困难。

想要寻找最古老的地下水，就要去渗透性低、水不容易逃出的地方。这样的地方，主要有两个：

01 流体包裹体

在岩石的矿物晶体形成时，一部分液体和气体被困在晶体中的微小气泡里，就成为流体包裹体。这些包裹体的尺寸一般很小，在0.01 毫米到1 毫米之间，其中的液体往往也很少。这里的液体，年龄一般比较大。

▲矿物晶体中的流体包裹体

02 封闭的岩体裂隙

如果岩体裂隙在水进入后，由于构造运动、沉积等原因封闭，同时裂隙周围的岩体又特别致密，“困在”其中的裂隙水就有可能会被保存很长的时间。这样的裂隙水，水量比流体包裹体要大得多，是寻找古老地下水的绝佳选择。

▲致密、封闭的岩体裂隙中存在的地下水，往往可以保存很久

最古老的地下水

科学家在加拿大安大略省蒂明斯市附近的基德溪矿井2.4 千米深处，发现了贮存在铜锌矿床裂缝中的水。这里的矿床有着近27 亿年的历史，而水则被完好地密封在矿床裂缝中。钻开岩缝，水的流量最高可达每分钟两升。水量之多，让人惊诧。

科学家们研究采样得出：水的年龄至少在10 亿年以上，结合水中的其他元素综合分析，这些水的年龄可能在15 亿年左右。

后来，研究人员根据钻探到2.9 千米深度的新的水样分析，发现这些水的平均年龄在16 亿岁左右，最老的甚至可能达到20 亿年，刷新了最古老的水的纪录。

因此，目前公认的已知的最古老的地下水，其年龄在16 亿岁以上。

未来，人类将会发现更多、更古老的地下水，对其年龄的测定也会更加精确。

▲基德溪矿坑外景

▲科学家们在矿坑中采集水样

▲生命的起源与进化，这一切都离不开水

寻找地球上最古老的水，也是在寻找生命起源的秘密。有关最古老的水，以及水与生命的关系，还有许多未解之谜，等待我们进一步探索……