地球上的水是来自天上还是地下？

地球表面被大量的水所覆盖，如果你从太平洋上方往下看，你会发现地球看起来就像一个水球，科学家估计地球表面有13万亿吨的水！而这些水的数量是非常多的！如果将这些水平面平均分配给地球上的所有居民，每个人平均会得到大约1.8亿吨。正是丰富的液态水使地球能够养活所有的生命，包括我们人类，这也让最聪明的人类思考一个问题：地球从哪里得到这么多的水？一般来说，对这个问题有两种解释：一种是水来自地球之外，即从天上掉下来；另一种是水来自地球本身，即来自地下。

科学家们长期以来一直试图弄清楚地球上的水是来自天空还是地下，在这里我们找到了答案。氢（H）、氦（He）、氧（O）和碳（C）是宇宙中最重要的四个元素。氧气非常活跃，所以它很容易与氢气反应形成水（H2O），与碳反应形成二氧化碳（CO2），这意味着水和二氧化碳已经散落在宇宙中。但是，宇宙中有很多水的事实并不意味着地球形成时就有很多水。根据星云理论，地球是通过星云的吸积而逐渐形成的，是一个由小到大的渐进过程，而水是一种挥发性的轻物质，所以地球的质量必须增长到一定程度才会形成。

地球产生的引力必须增长到一定的水平，才能够束缚住水。在地球最终形成之前，太阳早已形成并开始发光，它所释放的能量不断将其附近的水变成液态和气态，并使其远离太阳系的边缘，此时地球的引力非常小，它只能眼睁睁地看着大量的水离它越来越远，当地球增长到足以容纳它的时候，它的区域内几乎没有水了。离太阳越远，就越冷，当太阳排出的水超过太阳系的雪线时（大致在现在的火星和木星的轨道之间），它就会凝结成固体物质，变得很容易被吸收，所以雪线之外的各种天体通常都有大量的水。

我们可以看到，这样一来，地球在形成后极度缺乏水，而在太阳系的远处，却有丰富的水。这就是为什么科学家们大胆推测，地球上的水会来自天堂，即来自太阳系远处的小型富水体，最好的候选人当然是彗星（也被称为肮脏的雪球，被认为起源于太阳系远处的柯伊伯带和奥特星云，它们可能含有多达50%的水）。然而，彗星理论很快就遇到了冷水，因为进一步的观察表明，已知彗星中含有的水的同位素比率（氘与氢的比率）与地球上的水完全不同，因此科学家们将注意力转向候选2--太阳系的小行星。

大约在地球形成的同时，我们的太阳系中也形成了大量的小行星，但由于各种原因，它们最终没有增殖成更大的天体，直到今天，我们的太阳系中仍有大量的小行星，主要在火星和木星轨道之间的小行星带。由于质量小，小行星很容易受到其他天体的引力干扰，因此，地球不时捕获飞过的小行星，当它们落到地球表面时就变成了陨石。通过分析陨石的成分，科学家发现水确实存在（在0.99%和20%之间），有一种陨石，即太阳系中广泛存在的碳质球状陨石，其水的同位素比例与地球上的水非常接近。

有迹象表明，内太阳系在大约38亿至41亿年前经历了一个晚期重轰击期，在此期间，地球和月球受到了来自外太阳系的大量小行星的强烈轰击。显然，地球已经有足够的引力来容纳水，所以我们有理由认为，地球上的水可能是在这个时期获得的。小行星理论因其合理性和观测数据的支持而获得了很大的支持，但在2014年，澳大利亚西北部山区的一个岩层中发现了一个锆石，这让它受到了质疑。分析显示，这块锆石有44亿年的历史，来自地球本身，而且这块锆石是混合岩浆和液态水之间反应的结果。

换句话说，液态水早在晚期重轰炸时期就存在于地球上了。为什么会出现这种情况？一个简单的解释是，这些水会来自地下。这个想法是，在早期的太阳系中，有水可以被化学地结合并结晶成矿物，在地球的形成过程中可以被聚集起来。随着原始地球的质量逐渐增加，它可以聚合的物质也越来越多，原始地球受到的撞击也越来越频繁，物质的动能不断转化为热量，当热量积累到一定程度时，原始地球就变成了一个高温的熔融星球。

在这种高温下，水从地球内部含有水的矿物中释放出来，但此时地球的引力能够将这些水牢牢地固定住，因此它以水蒸气的形式存在于地球上。在随后的时间里，地球最终清空了轨道上的大部分物质，没有了频繁的碰撞，地球开始冷却，逐渐形成了原始地壳，这些水蒸气最终以液态水的形式到达地球表面，并汇聚成地球的原始海洋。那么，上述哪种观点是正确的呢？事实上，我们可以理解为之前的想法是兼容的，即地球上130亿吨的水来自不同的来源，有些来自天空，有些来自地面，但我们仍然不确定哪一个。

我们仍然不确定哪个是最丰富的水的来源。