作者黄湘红段跃初

在我们的认知里，地球是一颗蔚蓝色的水球，约71%的表面被水覆盖。水不仅塑造了地球的山川湖海，更是生命诞生和演化的基础。但长期以来，地球上水的起源一直是科学界争论不休的谜题。此前，小行星撞击地球带来水的观点广为流传，然而，英国研究人员近日在《伊卡洛斯》期刊上发表的论文，却为我们带来了颠覆性的认知：地球上的水可能是“原生”的，在地球最初形成时就已具备形成水所需的氢。

在探讨这一最新研究前，我们先来回顾一下传统的水起源假说。关于地球上水的来源，主要有外源说和自源说两大阵营。

外源说中，最具代表性的是彗星和小行星带来水的理论。彗星，常被形容为“脏雪球”，主要由水冰和星际尘埃构成；一些富含水的小行星降落到地球上成为陨石，也含有一定量的水，一般为0.5% - 5%，有的可达10%以上 。因此，不少科学家认为，在地球形成的早期，大量彗星和小行星撞击地球，冰封在这些天体中的水资源被释放到地球，逐渐汇聚成了地球上的海洋、湖泊和河流。但随着研究的深入，这一理论出现了破绽。科学家发现，大多数彗星水的化学成分与地球水并不匹配，而且地幔中的同位素水平和陨石中的同位素水平也没有明显的相似之处，这表明如果水确实是由彗星或小行星带到地球上的，那时间应该不是地球的形成期，而是地球演化到形成地壳和地幔之后的时期。

另一种外源说是太阳风带来水。太阳风是从太阳日冕向行星际空间辐射的连续的等离子体粒子流，包含大量氢核、碳核、氧核等原子核。这些原子核与地球大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等，再通过不同的化学反应变成水分子。据估计，在地球大气的高层，每年几乎能产生1.5吨这种“宇宙水” ，然后以雨、雪的形式落到地球上。不过，太阳风在地球45亿年生命史中形成的水量，与现今地球表面的水贮量相比，简直是九牛一毛。

自源说则认为地球的水来自于地球本身。地球在形成初期，温度极高，水或者在高压下存在于地壳、地幔中，或者以气态存在于地球大气中。随着温度降低，地球大气中的水冷凝落到地面，岩浆中的水也随着火山爆发和地质活动不断释放到大气、降落到地表。也有观点认为，在地球形成的最初阶段，其内部富含的氢元素与地幔中的氧发生反应最终形成了水。有研究表明，地球内部蕴含着巨大的水量，地下深处的岩浆中含有丰富的水，在一定压力和温度条件下，岩浆可以溶解相当比例的水，火山口处的岩浆也含有一定量的水，有人据此推测在地球存在的45亿年内，深部岩浆释放的水量可达现代全球大洋水的一半。而且，地球岩石矿物中含有的结晶水和晶格水，在合适条件下也会被释放出来。

再看这次英国研究人员的新发现。他们将目光聚焦在顽辉石球粒陨石上，这种陨石成分与45.5亿年前的早期地球相似。先前有团队在研究这种陨石时，在陨石球粒的非结晶部分发现氢的踪迹，但因无法排除陆地污染而无法确认其来源。而此次研究人员使用英国“钻石光源同步加速器”科学设备，用强大的X射线束照射顽辉石球粒陨石分析元素组成，发现在陨石球粒外由亚微米级材料组成的物质中富含硫化氢，含量达到非结晶部分的5倍，而在陨石裂缝或明显受陆地污染部分，氢的含量极少或几乎没有。这意味着陨石中检测到的硫化氢极不可能源自地球。由于早期地球由类似于顽火辉石球粒陨石的物质构成，这表明当形成中的地球变得足以被小行星撞击那么大时，它已经积累了足够的氢来形成水。

这一研究成果意义重大，它不仅为地球水的“原生说”提供了关键证据，还有助于我们重新构建对地球形成和演化的认知。如果地球上的水真的是原生的，那意味着地球从诞生之初就具备了孕育生命的重要条件，这将改写我们对生命起源和宇宙中宜居星球形成条件的理解。而且，这一发现也对寻找外星生命具有启示作用，或许在宇宙中，只要具备类似地球形成初期的物质条件，就有可能诞生水和生命，而不仅仅依赖于外部天体的撞击带来水资源。当然，关于地球上水的起源，这一新研究虽然带来了重要突破，但仍需更多的研究和证据来进一步验证和完善，未来科学家们可能还会从更多角度、利用更先进的技术手段来深入探索这一古老而神秘的谜题。

来源: 科普文讯