地球上的水是來自天上還是地下？

地球表面被大量的水所覆蓋，如果你從太平洋上方往下看，你會發現地球看起來就像一個水球，科學家估計地球表面有13萬億噸的水！而這些水的數量是非常多的！如果將這些水平面平均分配給地球上的所有居民，每個人平均會得到大約1.8億噸。正是豐富的液態水使地球能夠養活所有的生命，包括我們人類，這也讓最聰明的人類思考一個問題：地球從哪裏得到這麽多的水？一般來說，對這個問題有兩種解釋：一種是水來自地球之外，即從天上掉下來；另一種是水來自地球本身，即來自地下。

科學家們長期以來一直試圖弄清楚地球上的水是來自天空還是地下，在這裏我們找到了答案。氫（H）、氦（He）、氧（O）和碳（C）是宇宙中最重要的四個元素。氧氣非常活躍，所以它很容易與氫氣反應形成水（H2O），與碳反應形成二氧化碳（CO2），這意味著水和二氧化碳已經散落在宇宙中。但是，宇宙中有很多水的事實並不意味著地球形成時就有很多水。根據星雲理論，地球是通過星雲的吸積而逐漸形成的，是一個由小到大的漸進過程，而水是一種揮發性的輕物質，所以地球的質量必須增長到一定程度才會形成。

地球産生的引力必須增長到一定的水平，才能夠束縛住水。在地球最終形成之前，太陽早已形成並開始發光，它所釋放的能量不斷將其附近的水變成液態和氣態，並使其遠離太陽系的邊緣，此時地球的引力非常小，它只能眼睜睜地看著大量的水離它越來越遠，當地球增長到足以容納它的時候，它的區域內幾乎沒有水了。離太陽越遠，就越冷，當太陽排出的水超過太陽系的雪線時（大致在現在的火星和木星的軌道之間），它就會凝結成固體物質，變得很容易被吸收，所以雪線之外的各種天體通常都有大量的水。

我們可以看到，這樣一來，地球在形成後極度缺乏水，而在太陽系的遠處，卻有豐富的水。這就是爲什麽科學家們大膽推測，地球上的水會來自天堂，即來自太陽系遠處的小型富水體，最好的候選人當然是彗星（也被稱爲肮髒的雪球，被認爲起源于太陽系遠處的柯伊伯帶和奧特星雲，它們可能含有多達50%的水）。然而，彗星理論很快就遇到了冷水，因爲進一步的觀察表明，已知彗星中含有的水的同位素比率（氘與氫的比率）與地球上的水完全不同，因此科學家們將注意力轉向候選2--太陽系的小行星。

大約在地球形成的同時，我們的太陽系中也形成了大量的小行星，但由于各種原因，它們最終沒有增殖成更大的天體，直到今天，我們的太陽系中仍有大量的小行星，主要在火星和木星軌道之間的小行星帶。由于質量小，小行星很容易受到其他天體的引力幹擾，因此，地球不時捕獲飛過的小行星，當它們落到地球表面時就變成了隕石。通過分析隕石的成分，科學家發現水確實存在（在0.99%和20%之間），有一種隕石，即太陽系中廣泛存在的碳質球狀隕石，其水的同位素比例與地球上的水非常接近。

有迹象表明，內太陽系在大約38億至41億年前經曆了一個晚期重轟擊期，在此期間，地球和月球受到了來自外太陽系的大量小行星的強烈轟擊。顯然，地球已經有足夠的引力來容納水，所以我們有理由認爲，地球上的水可能是在這個時期獲得的。小行星理論因其合理性和觀測數據的支持而獲得了很大的支持，但在2014年，澳大利亞西北部山區的一個岩層中發現了一個锆石，這讓它受到了質疑。分析顯示，這塊锆石有44億年的曆史，來自地球本身，而且這塊锆石是混合岩漿和液態水之間反應的結果。

換句話說，液態水早在晚期重轟炸時期就存在于地球上了。爲什麽會出現這種情況？一個簡單的解釋是，這些水會來自地下。這個想法是，在早期的太陽系中，有水可以被化學地結合並結晶成礦物，在地球的形成過程中可以被聚集起來。隨著原始地球的質量逐漸增加，它可以聚合的物質也越來越多，原始地球受到的撞擊也越來越頻繁，物質的動能不斷轉化爲熱量，當熱量積累到一定程度時，原始地球就變成了一個高溫的熔融星球。

在這種高溫下，水從地球內部含有水的礦物中釋放出來，但此時地球的引力能夠將這些水牢牢地固定住，因此它以水蒸氣的形式存在于地球上。在隨後的時間裏，地球最終清空了軌道上的大部分物質，沒有了頻繁的碰撞，地球開始冷卻，逐漸形成了原始地殼，這些水蒸氣最終以液態水的形式到達地球表面，並彙聚成地球的原始海洋。那麽，上述哪種觀點是正確的呢？事實上，我們可以理解爲之前的想法是兼容的，即地球上130億噸的水來自不同的來源，有些來自天空，有些來自地面，但我們仍然不確定哪一個。

我們仍然不確定哪個是最豐富的水的來源。