我们天天跟这水打交道,喝它解渴,用它洗碗,下雨时踩过积水中的涟漪,都没怎么往深了想:这遍布星球的江、河、湖、海,这撑起我们每一次呼吸、每一个细胞的生命之源,到底打哪儿来的?其实科学界为这事吵了好多年,核心就绕着一场天地之争,是外面的天体带着水撞过来,还是地球自己悄悄攒出了这份馈赠。

要是说这水是从天上送来的,你信吗?不少人认可的外源说,就持这个观点:地球刚形成那会儿,表面光秃秃的没多少水,后来宇宙里的彗星、小行星,像快递员似的带着水往这儿撞,撞着撞着,就把星球灌出了海洋。这话可不是空穴来风,在细节里满满都是线索。隼鸟2号探测器飞了上亿公里,从龙宫小行星上抠回的那点样本,前些年分析结果一出来,着实让学界惊了,这颗看着不起眼的小行星,以前居然有足足20%到30%的成分是水,比科研人员此前预估的多了好几倍。
这些水不仅仅只是隐藏在矿物缝隙里,还能以冰的形态,安安稳稳打包着往地球送。还有12P彗星,用ALMA望远镜盯着看了好久,测出来它的氘氢比,跟地球海水几乎一模一样,这就像找到了匹配的身份线索,意味着彗星或许真给这颗星球送过水。连以前大家觉得干巴巴的小行星带,也发现了里德彗星这样的含水天体,让外源说的支撑越来越足。不过不少难题,这个说法也绕不开,很多彗星的氘氢比,跟地球水差得老远,没法解释这些彗星,为啥没参与到输水里面来。

还有些科学家不认同天上来水的说法,他们觉得地球不用等外界送,自己就能攒出水分。这便是自源说的核心逻辑:地球刚形成时,就自带了形成水需要的氢元素,这些氢跟氧凑到一块儿,慢慢变成水,再借着火山喷发、板块运动这些地质活动,一点点从星球内部冒到表面,积少成多,就成了现在的海洋。能站稳脚的支撑,也挺有说服力。顽辉石球粒陨石,成分本就和早期地球高度相似,这是学界共识,英国有个研究团队,用同步辐射光源仔细照了照这种陨石,竟在其中检测到大量硫化氢,而硫化氢里含的氢,刚好能证明,早期像地球这样的天体,说不定早就攒够了氢,能自己形成水。
星球深部410至660公里的地幔过渡带,巨量的水可能就封存在那儿,甚至比地表所有水加起来还多,这些水不像是我们平时见的液态水,而是以羟基的形式,乖乖躲在矿物晶格中,活像地球埋在地下的大水缸。可自源说同样有迈不过的难题,地球形成初期温度高得吓人,这么高的温度下,氢元素怎么保住不跑,水又怎么慢慢从内部释放到地表,还得找更合理的说法。

刚才老提的氘氢比,得跟大家补个小知识点,这东西其实就是水的身份证号。氘是氢的重同位素,简单讲就是比普通氢多了个中子、沉上一点的兄弟。不同源头的水,形成环境各异,经历的演化过程也不一样,氘和氢的比例,自然就有了差别。所以只要把地外天体的水,跟地球海水的氘氢比放在一起比一比,就能大致判断,这些天体是不是星球水的源头,这个方法,现在是研究水起源的核心手段,准头特别高。
近几年新研究出来的结果,慢慢把非天即地的死胡同打通了。越来越多科研人员倾向于认为,地球水的来源,说不定不是单一渠道,而是自源和外源凑到一块儿起的作用。星球自身,或许先攒下了一部分原始资本,也就是形成初期就有的氢和水,之后宇宙中的彗星、小行星频繁造访撞击,又给地球加了追加投资,不光带来了更多水,说不定还顺带捎来了形成生命需要的有机分子。这么一想,地球的水既不是凭空冒出来的,也不是单靠某一种方式,更像是一场天地协作,一同将水搬到了这颗星球。

如果想彻底揭开这个谜底,还得靠未来的探索一步步凑线索。比如OSIRIS-REx任务,已经朝着小行星贝努飞过去了,等它将样本带回,可能会找到更多外源输水的细节,帮我们理清小行星究竟输送了多少水分。詹姆斯·韦布空间望远镜这样的大家伙,能帮我们看得更远、更清楚,遥远天体中蕴含的水量,都能逐一观测明晰。对地球深部地下大水缸的研究,能进一步摸清自源水的走向。这些探索慢慢有了结果,我们才能精准测算,地球的水里,多少来自天空,多少来自大地。
不用觉得这个问题多遥远,摸清水的源头,某种意义上就是摸清生命的起点,因为我们每个人的身体里,70%都是水。拧开水龙头,那水流过指缝,这股水,也囊括着几十亿年前的记忆。