科学家在实验室模拟发现,早期地球通过氢氧反应可大量自产水。

地球水可能是自己造的,而不是来自彗星

地球上的海洋究竟从何而来?这一直是行星科学中最迷人的谜题之一。几十年来,科学家在彗星和小行星两个候选者之间反复寻找证据。最新的假说则大胆提出了一种完全不同的答案:也许地球自己制造了大部分的水,海洋是一种星球内部的"自产自销"产物。这个想法正在获得越来越多的实验支持。

彗星送水说曾长期领先。1986年欧空局乔托号探测器飞越哈雷彗星,首次实地测量了彗星水的氘氢比,却发现其数值是地球海水平均水平的两倍,完全不匹配。2014年罗塞塔号探测器在67P彗星上测出了已知所有彗星中最高的氘浓度,给了彗星说沉重一击。不过彗星说近年开始回潮,2024年有再分析认为罗塞塔的数据可能被近距离尘埃严重干扰,而2025年检测到的庞斯-布鲁克斯彗星则显示出与地球海洋极为接近的氘氢比,为彗星说重新注入了一线生机。

地球水可能是自己造的,而不是来自彗星

小行星说因为氘氢比更接近地球而获得了更广泛的科学支持。2021年落在英国温奇科姆镇的一块陨石和日本隼鸟2号探测器从龙宫小行星辛苦采集并带回地球的珍贵样本,其水的同位素特征几乎完美匹配地球海水。但问题并没有完全解决:小行星的惰性气体混合物与地球并不吻合,而且小行星说所依赖的"晚期大规模轰击"假说本身在学界内部就存在巨大争议。

最新思路最为激进:地球内源产水。研究人员发现早期地球内部可能富含大量隐藏于有机物和硫化物中的氢。S. H. Dan Shim团队在实验室用金刚石压砧和激光模拟了富含氢的原始大气与地表富氧岩浆海之间的剧烈反应,结果令人震撼,水量产出超出了此前任何理论预测的整整1000倍。另一独立实验室几乎在同时得出了同样惊人的结论。虽然目前还无法确定原始地球能否产出足够填满今天所有海洋的庞大水量,但这三个假说很可能并非互斥的竞争对手,而是一起联手为我们回答那个古老而深邃的问题。

无论最终哪个机制贡献了更多水,这些研究共同指向一个令人敬畏的事实:一颗岩石行星要想变成一颗蓝色星球,需要的可能不是某个从天而降的幸运快递,而是一场行星尺度上的自我改造。地球自己,也许从一开始就是一个巨大的化工厂,而海洋正是它最壮丽的产物。这个假说还有一个令人遐想的推论:如果一颗岩石行星可以通过内部化学反应自产水,那么银河系中拥有海洋的星球数量可能远超我们此前的估计。液态水,这项宇宙中最珍贵的生命溶剂,也许并不像人们曾经以为的那样稀有。

原文:https://www.quantamagazine.org/where-did-earth-get-its-oceans-maybe-it-made-them-itself-20260612/