水从哪儿来的

小水珠在地里滋润干涸的土地。

我是一颗小水珠。一颗干净明亮的小水珠，我们的家乡在蓝天王国里，我们每天都在白云里面玩耍，一天，太阳妈妈和一些兄弟姐妹们一个任务：去人间看一看人类都过着什么样的日子。我们听了，马上从云朵里站起来，跳到了人间。

我来到了一个正在闹旱灾的地方，听哥哥姐姐说，这是云南。我落在了一朵枯萎的花朵叶子上，花朵吸取了我的养分，便开放了。我在叶子上发呆；想让妈妈把我带回去。马上妈妈就用她的阳光把我带走了。

第二天，风婆婆吹着口哨赶来叫我们做好降落的准备，这次我们要变身，变成我们的另一种形态，冰雹。我一下去便落入黄河里，每天和鱼儿们打交道，但不一会儿，我就回家了。 第二次我们又变了。成了雪下来，我和合伙伴们挤在一起，给大地妈妈铺上了雪白的棉被。

自源说认为地球上的水来自于地球本身。

地球是由原始的太阳星云气体和尘埃经过分馏、坍缩、凝聚而形成的。凝聚后的这些星子继续聚集形成行星的胚胎，然后进一步增大生长而形成原始地球。地球起源时，形成地球的物质里面就含有水。

在地球形成时温度很高，水或在高压下存在于地壳、地幔中，或以气态存在于地球大气中。后来随着温度的降低，地球大气中的水冷凝落到了地面。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。

汇集到地表低洼处的水就形成了河流、湖泊、海洋。地球内部蕴含的水量是巨大的。地下深处的岩浆中含有丰富的水。有人根据地球深处岩浆的数量推测，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。

还有一种说法认为在地球开始形成的最初阶段，其内部曾包含有非常丰富的氢元素，它们后来与地幔中的氧发生了反应并最终形成了水。

水与人们的生活和生产密切相关。到目前为止，大多数科学家一直认为，地球上的全部水在地球形成之日就先以蒸气的形式存在于炽热的地心中，然后，在地球最初5亿年的燃烧过程中，水蒸气从火山口爆发出来，冷却而形成河流、湖泊和海洋。他们还认为，地球上的水在缓慢地蒸发，穿越大气层并散逸到太空中去。

可是前不久，美国衣阿华大学一个以天体物理学家弗兰克为首的著名的研究小组，向这一传统理论提出了尖锐的挑战，发表了地球上的水可能来自彗星的新假说。他们认为，地球上的水不是来自地心，而是来自太空，是从地球形成之日起才慢慢地注入地球上来的，且其总体积亦在缓慢地增加。人类现在是、过去也一直是喝着源头在地球之外的水，并在这样的水中捕鱼、游泳，用这样的水洗衣、煮饭。

弗兰克等人发现，在太阳系中存在着一个由冰雪球组成的彗星海。彗星海中每一颗彗星的体积并不比一间住房大多少，犹如沧海一粟。因而在太阳系这个大家族中一点也不引人注目，但它们的数量却多得惊人。自45亿年前地球诞生以来，它们就在地球引力的作用下，以20马赫的速度和每分钟大约20颗，即每小时1200颗、每天28800颗的数量，成群结队地向地球冲来，日复一日，从未间断。当它们到达距地面1400公里～2400公里的高度时，引力作用、太阳辐射和大气摩擦的撞击力结合在一起，把它们击得粉碎，变为细小的冰微粒消散到稀薄的大气流中去，最终以雨或雪的形式降落到地面，使地球的宽度每年约增加四千分之一厘米。这使地球在经历过地质年代之后，就足以形成我们今天所知的河流、湖泊和海洋。

如果弗兰克的假说是正确的话，将能够用来解释大量的地球物理学之谜。例如，当更多的彗星来到地球，形成足够厚的球状冰云覆盖地球、遮挡阳光时，恐怕就出现了冰河时期。由于该覆盖层引起了剧烈的气候变化，从而导致我们所知的整个生物种包括恐龙的大量灭绝。又如，当复杂的有机物分子被包在冰雪覆盖着的彗星内部时，完全能够安全地穿越大气层而降落到地面上，从而可能为地球上的生命来自宇宙空间这一长期设想提供新的凭证。某些外空生物学家的研究发现，在彗星水中隐匿着某些特别复杂的分子，这可能用来解释从黑死病到艾滋病的突然爆发。

彗星海不仅向地球输送了大量的水，而且可能曾向木星和天王星中某些表层至今仍然是冰的卫星输送过水。火星两极的白色冰帽可能就是彗星冰，而神秘的火星运河则可能是在火星的青春期被流动的彗星水冲刷出来的。同样，土星光环之间的辐射带，很可能是彗星飞快地从一个光环冲向下一个光环时扬起的尘埃造成的。

正如弗兰克本人所说的，如果这一假说是正确的，则十几个领域整整一代的科学家们都是根据恰恰并不正确的地球物理学的假设从事工作的。教科书将不得不重新改写，现代地质学、地球物理学等十多门学科中的现有理论将要受到检验。因此，这一假说的影响无疑是深远的。

弗兰克是位一丝不苟的研究学者。关于地球上的水来自彗星的新假说的提出，凝聚了他与他的同事们五年多的心血。1981年，弗兰克与克拉文一起为“动力学探测者－Ⅰ号”卫星研制了一套光学系统，装上了两台可见光摄像机和一台紫外摄像机，用来拍摄大气和大气层中电活动现象的照片。由卫星传送回来的照片十分壮观，不久就出现在杂志和教科书上，弗兰克也被邀请到世界各地去播放他的幻灯片。

但是，奇怪的现象也同时出现了。当用紫外摄像机拍照并用计算机着色后，地球受到太阳照射的那一面上空的大气本应形成均匀一致的、明亮的桔**。与此相反，科学家们一眼就看到了桔**的地轴上布满了很多黑色的小斑点，每个黑色斑点突然出现，停留了几分钟，然后又消失掉。这些黑色斑点是什么开始时，可能是由于弗兰克正集中精力研究极光、等离子体等而无暇顾及。这一现象并未引起他的重视，只是想当然地认为，它们是由某种电子干扰造成的，并以此来回答其他科学家们提出的疑问。直到1982年底，他的学生利用计算机对卫星照片进行信息处理时，发现计算机“读出”的照片上黑色斑点数据时而运行时而停止的反常现象。这才引起了弗兰克的注意，促使他去揭开黑色斑点之谜。

但那时弗兰克仍然认为这些黑斑是由于卫星在传送照片的过程中，很偶然地受到来自其他卫星、闪电或地面无线电波发射台的干扰而形成的。为了证实这一点，他收集了过去十年间陨星进入大气层的雷达记录，把陨星残骸的运动与黑色斑点的运动进行对比分析。出乎他的意料之外的是，黑色斑点的运动方式与陨星残骸的运动方式完全一致。这无疑向他表明，同陨星一样，黑色斑点是某种客观存在的物体，而不是电子干扰造成的。因为，若是后者的话，黑斑的运动方式应该完全是随机的、没有任何规律可循的。

为了证实黑斑确实是客观存在的物体，1985年，弗兰克又进一步做了如下试验：把紫外摄像机镜头对着大气层外缘的氢气云进行拍摄，发现氢气云恰似“早晨的浓雾”。当他们把镜头的焦点调到氢气云的里面时，他们既惊讶又高兴地看到了“几十个黑色的大圆盘”从大气层外起飞，然后落入大气层之中，朝着地面迎面飞来。这些圆盘开始时很小，但随着时间的推移，变得越来越大，越来越黑。这一观测结果，不容置疑地向他们表明：黑色斑点的确是客观存在的某种物体。弗兰克还估算出，这种物体的直径大约在48公里左右。

那么，它们究竟是什么物体呢弗兰克等人提出了各种各样的假设，又很快一一放弃了。例如，他们曾设想，可能是陨星碰撞大气，使低空的分子氧受热，形成巨大的气体云而上升。但弗兰克计算出，要产生体积如此之大的气体云，陨星的直径应在100公里左右，因而在穿越大气层过程中不可能完全被烧毁，而要落到地面上来。倘若每分钟有20颗陨石落在地球上，人类就不得不生活在洞穴里。这显然一点也不符合现实情况。

最后，弗兰克研究小组对大气中所有数量充足的分子一一进行了分析。他们发现，只有水分子才能吸收频带足够宽的波长而呈现黑色。这使他们确信，照片上的黑色斑点是由于高层大气中存在着由大量的水分子聚集而形成的气体云造成的。那么，如此之多的水分子是从哪儿来的呢正是从那时起，他们才把目光转向彗星，即银河系中往返运动着的冰雪球。他们计算出，冰球的直径必须为9米～12米，并要覆盖有足够厚的松软的雪，才能在大气外层形成48公里宽的气体云。于是，照片上的黑色斑点的出现和消失就得到了圆满的解释：当彗星进入大气层，在大气摩擦、太阳辐射和地球引力的作用下被粉碎而形成云时，就出现黑斑；当云以水蒸气形式消散到大气下层时，黑斑也就消失。

具体如下：

一、在地球形成初期，大气中的氢和氧发生反应合成水，水蒸气逐步凝结下来并形成海洋。

二、在地球形成初期，内部的铀、钍等放射性的元素衰变放出热量，地球的内部被融化，岩石中的水分被分离出来。

三、火山喷发会释放出大量的水。在火山喷发后，岩浆流到地表，随着压力的减小，水分被释放出来。

相关性质：

水的比热容大，c＝753 J/(mol·℃)，所以能很好地起到调节温度的作用。

水的生成焓很高，ΔfHmθ＝-2858kJ/mol，所以热稳定性好。在2000K的高温下，其离解不足百分之一。

常温下，水的离子积常数Kw＝100×10-14。

水分子是极性的，即水分子的正负电荷中心不重合（见），这使得水成为一种很好的溶剂。

话说在宇宙中，99%以上的元素都是氢和氦，剩余的元素不到1%。大部分的天体都是气体组成的，像地球这样的岩石行星少之又少。地球可以说是出道就打败了99%以上的玩家。而在八大行星里，像地球这样，71%的表面覆盖了水，只有地球一个。那么问题来了，地球上的水到底是从哪里来呢？

关于这个问题，其实学术圈吵成了一锅粥，比较主流的有两大门派： 自源说 和 外源说 。说白了，就是 地球本来就有水 以及 地球本来没有水，水是从外太空来的 。但是在科学圈混，说话讲究的是证据，那这两派都有哪些证据呢？

今天，我们就来聊一聊这个话题。

在自源说之前，我们得像科普一下水的简单知识，我们都知道水的分子式是H₂O ，它是两个氢原子和一个氧原子构成的。我们都知道氢原子是指质子数为1的原子，氢原子家族有很多兄弟，中子数是0的就是我们常说的氢原子（符号用 H 表示），中子数为1的叫做氘（符号用 D 表示），中子数为2的叫做氚（符号用T表示）。所以水的分子式也可能是D₂O或者T₂O。

知道了这些，我们再来看看自源说的理论是咋回事， 他们认为地球上的水来自于地球自身 。地球起源时，形成地球的物质里面就应该含有水分子，或者包含组成水的元素：氢元素和氧元素。然后在合适的条件下生成了水。

不过，这个观点一亮出来，就遭到了挑战。反驳的人是这么说的：

这时候，自源说的科学家拿出了自己的证据：尖晶橄榄石，也被叫做 林伍德石 。

它被认为是构成地球深部过渡带的主要造岩矿物。

科学家经过测量发现，通常在地下200km处，林伍德石含有水分子的浓度就相当可观。大概100万个晶体分子中就含有2000个水分子。

在410~660km的深度时，水分子在林伍德石里的含量就达到了100个晶体分子中就有15个水分子。

科学家认为，地幔上下层的过度带存在着巨量的林伍德石。

如果平均含量水按1%来算，那仅仅林伍德石的含水总量就得有448510^10亿吨，是目前地球表面的水总量的3倍还要多。

可问题来来，那些水分子到底是啥时候进入到林伍德石里的呢？是一开始就有呢？还是后来才进去的呢？这没人知道。

不过，后来科学家在澳大利亚发现了44亿年前的锆石碎片。这是人类在地壳里发现的最古老的物质，通过分析，这块石头并不是来自于地幔，而是地表的石头和水接触后形成的。

要知道地球是46亿年前左右形成的，也就是说地球形成没有多久，地表就有水了。所以，科学家推断，水其实在太阳系形成之初就存在于星云之中，后来一部分进入了锆石和林伍德石等矿石，一部分发生冷凝。地球冷却下来后之后，地表上就有水了。

我们再来看看另外一派的观点：外源说。这个说法的主要根据来自于太阳系内的水资源还算是比较丰富的。尤其很多行星中的卫星恨不得整个球都是水做的。

所以，科学家是怀疑，是不是有可能早期有一些彗星和陨石来给地球送水？

但口说无凭，想要别人认可，还是要拿出证据来，于是科学家对各种不同的天体做了深入研究。主要研究的是D/H的比例。啥意思呢？一般来说，水并不完全都是H₂O，也会含有一些D₂O，所以只要比较 原子核内含有一个中子的氘和没有中子的氢原子的比例 就可以，而且这个比例是伴终生了，永远不会发生改变。也就是说，可以通过这个办法知道地球上的水和天体上的水是不是同一起源。

地球水的D/H比例大概是155810^-4，就是说100万个氢原子里有156个氘原子。通过对各种天体和早期的太阳系星云进行对比。科学家发现，有一种碳质球粒陨石上水分的D/H比例是和地球一样的，而这类陨石大概占到太阳系总陨石数的86%，还富含水分。

其他的一些彗星和卫星也有和地球水D/H比例一样的，也有差多很多很多的。

所以，外源说这一派内部有两种观点：

1外来的水一定要和地球水D/H是一样的，所以送水工只能是碳质球粒陨石和一些行星和彗星。

2大家都可以来送水，地球的D/H是被一堆送水工调节成现在这样的。

除了自源说和外源说，还有科学家认为是太阳风送来的大量氢核和氧核，在地球大气层俘获了电子，以雨和雪的形式落到地球上。但是经过仔细的估算，这样提供的水量也不过675亿吨，和地表水的总量138610^10亿吨相对，相差太多太多。

所以，科学界主要主流主要是支持自源说，但是最近大家越来越倾向于自源说和外源说都有。也就是说， 地球的水既有自带的，也有送水工给送的。

关于水的起源，我们就说到这里，看完文章你觉得，地球上的水应该是咋来的呢？

关于水的来源,有两种说法:来自地球本身和来自外太空。>地球本身:和其他天体一样,地球也并非凭空就存在的,而是很多小星体集合撞击融汇而成的,开始的时候地球也只是个小行星,但是不断的有小天体跟它撞击融合,使得它的体积和质量的越来越大,那个时候,地球上其实就已经有水了。

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