地球水的永恒之谜

你必须竭尽全力才能在地球上找到不会暴露出它们是富水星球的一部分的地方。即使是海拔最高、最干燥的沙漠，如南美洲的阿塔卡马高原，平均年降雨量也至少为几毫米(尽管有些地方的平均降雨量还不知道，因为它已经好几年没有下雨了)。如果你在沙漠漫步时迅速拿出你的手边质谱仪，你就有可能检测到至少几个大气中的水分子。

到其他地方去，很难想象除了洪水泛滥的世界之外还有什么。超过70%的地球表面被海洋覆盖，大约97%的地表水在这些海洋中，剩下不到1%的淡水。水也很少是静止的，无论它是在洋流中流动，还是被蒸发和沉淀。地球上平均每年的降雨量约为100厘米，但这是在总面积约5.1x1018平方厘米的范围内。换句话说，粗略计算一下，地球上每年约有510万亿公吨的水被蒸发，然后重新沉淀。

但问题是，我们并不真正知道这些水最初是从哪里来的。很长一段时间以来，我们对像地球这样的岩石行星形成的图景涉及到大约45亿年前由太阳系内部相对干燥的物质组成的一次猛烈的、炎热的集会。水可能会在晚些时候出现，建议可能通过来自寒冷、冰冻的太阳系外部的彗星，或者通过岩石但仍然富含挥发性的陨石瀑布来输送。但事实证明，出于各种原因，这些选择很难完全证明是合理的。例如，彗星的氘浓度经常(但不总是)与我们在地球水中看到的不符，这限制了它们可能的贡献。同样，富含水的岩石陨石物质-所谓的碳质球粒陨石-具有同位素差异，这也可能限制它们对年轻行星的贡献。

与此同时，建造整个岩石地球的代表性材料类型(并与地球上氧和钙等元素的整体同位素组成相匹配)似乎与所谓的顽辉石球粒陨石非常相似。顽火辉石球粒陨石仍然存在于太阳系中，偶尔会以陨石的形式坠落。但它们被认为太干燥，不能参与地球的供水。

现在，在Piani等人报道的一项工作中。在“科学”杂志上，对13个顽火辉石球粒陨石样本的成分分析显示，氢含量远远高于预期。从这些数字推断，研究人员声称，如果这是构成地球的原行星物质类型，那么它可能导致的初始总含水量至少是我们海洋中目前水质量的三倍。同样的物质也可能为这颗年轻的行星提供了大气氮的起始混合物。

这种可能性因其相对简单而极具吸引力：我们的湿润世界从一开始就是这样形成的，除了彗星和其他太阳系外物质的细雨，几乎不需要援引任何更复杂的进化。无论这个想法是否经得起进一步的科学审查，它都是一个美好的提醒，即使是我们生活中最简单的事情，比如早上一杯水或淋浴，实际上都是了解我们所知一切最深层次起源的窗口。