地球上的水来源之谜

地球上的水来自哪里？对于天文学家来说，要回答这个问题，可以借用唐代大诗人李白的一句诗：“君不见，黄河之水天上来”——是天上的彗星撞击给地球带来了水。可是，地质学家却另有自己的答案——是火山爆发给地面上送来了水。这两家似乎都只诉说着自己的一家之言，无意否定另一家的说法。那么，我们是否可以结合两家之言，说地球上的水，既来自天上，又来自地下？

从地球的起源谈起

无论地球上的水来自天上还是地下，我们必须要从地球的起源开始谈起。

地球是随着太阳系的形成而诞生的。太阳系形成于一个原始的太阳星云，星云的成分是气体和尘埃。尘埃是多种分子结合构成的颗粒，包括很多水和水冰分子，气体的主要成分是氢。

星云是形成恒星的摇篮。星云的物质分布不均匀，有些地方比较密集一点，物质越密集引力越大，于是形成一个凝聚中心，吸引周围的物质不断向它汇聚。随着中心的物质越来越多，它的温度也逐渐升高，温度升高到700万K的时候，就会触发热核反应，就是由4个氢原子核聚变成为一个氦原子核，在这个过程中会产生大量的光和热。恒星演化进入了主序阶段，形成一颗稳定的恒星。我们的太阳就是约在50亿年以前，在一个原始星云里面形成的。

星云里还有很多物质，这些物质在围绕着中心质量旋转，慢慢地凝聚起来，成为一个个小颗粒，这些小颗粒称为星子。星子有的是石块；有的是冰块，也就是水。然后这些星子再进一步结合起来，形成了一系列行星，围绕中心的恒星旋转。我们的地球连同其它行星大约在46亿年以前。

46亿年前地球诞生以后，经过漫长的演化历史，才成为我们现在这个样子。地球演化在早期阶段，经历了三个过程：引力收缩、小天体撞击和放射性元素的衰变。在引力收缩前，它的体积比现在的大，收缩后变得比较小了。在收缩过程中，地球的温度增高，放射性元素衰变的过程也会产生巨大热量，使地球增温；小天体暴风骤雨般的轰击也把地球加热，这些小天体是一些原来没有结合成行星的星子所构成的小行星或彗星。这三个过程使地球温度升高了，成为熔融的状态。

在熔融状态下，地球里密度较大的物质，例如铁、镍、铜、金、银等金属就沉下去，沉到地球的中心。地球中心有一个铁核，就是那个时候形成的。硅酸盐密度较低，漂在上面，它的外层冷却以后成为坚硬的地壳。地球在熔融状态下经历的这种重沉轻浮的变动称为分异过程。地壳是由岩石构成的，内层岩石的主要成分就是硅酸盐，至于外层岩石的成分则与火山喷发有关。

彗星之水与火山之水

地球在形成后的最初3到4亿年里，由于太阳系里面还有许多小星子没有结合为行星，它们中一部分会掉落到地球上，这就是小天体撞击。这些小天体主要是小行星和彗星。彗星本身主要是由水冰构成的。撞击的结果就在地球表面形成密密麻麻的陨击坑，也带来了大量的水分。

地球上早期的陨击坑，因为地球上空气和水的循环流动，使它们遭受到风化作用，慢慢地侵蚀消失了。此外，地球上大规模的地质活动，如造山运动、冰川运动等，也使许多陨击坑面目全非。现在，我们在地球表面也能发现一些陨击坑，但是不多见了。一个著名的例子是美国亚利桑那州的巴林杰陨击坑，这个陨击坑的直径有1200米，深度有180米。这次撞击的历史不长，估计是4万年以前，所以还没有消蚀掉。时代太远的陨击坑就看不到了。彗星带来的水留在地球上，大海大江里的水有很大一部分是由彗星带来的。彗星带来的水形成了地球之水的一部分。

地球早期的时候地壳是很薄的，在小天体不断撞击它时，有的地方就破了。地壳破裂，地壳底下熔融的岩浆就喷发出来。所以在地球的早期曾经有一个很长的时期，那时有大量的火山喷发。到处都是一撞一个坑，紧接着就是火山喷发了。火山喷发，岩浆流从火山口汹涌冒出，使原始地壳的厚度迅速增加，改变了原始地壳的成分和结构，奠定了地壳外层的岩石基础。

火山喷发的时候，除了流出岩浆，还释放大量气体，以水蒸汽为主，其含量常达60%以上，此外有二氧化碳、硫化物（硫化氢、二氧化硫等），以及少量一氧化碳、氢气、氯化氢（盐酸）、氨气、氟化氢（氢氟酸）等。火山喷发的气体量往往很大，如1912年阿拉斯加的卡特曼火山喷发的气体中，仅盐酸就多达125万吨，氢氟酸达20万吨。地球是由无数星子结合形成的，许多星子本身就是一个一个的水粒，它们都包裹在地幔里面。地壳把地幔包起来，里面很多水分，通过火山爆发释放到地面。我们说水还来自地下，这个地下是什么？就是说的火山爆发。火山爆发把水送出来。当然归根结底还是从天上来的，本来在太空中的水，包含进地球里面，到地壳底下去了。在我们看来，地壳底下的水通过火山爆发又被输送到地面上来了。

遍布水的太阳系

水在太阳系存在是很多的，就像陨击坑遍布在所有硬壳天体上一样。应该说地球早期遭遇的经历，这些天体都遭遇过。