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从太空看我们这颗星球，地球最与众不同的特征是它那明亮的蔚蓝色。因为地球表面近四分之三都被海水覆盖着。
其实，地球上的水还不止这些。在陆地，生物体内百分之六七十以上都是水。此外，在地下，以矿物（如结晶水合物）形式存在的水也体量惊人，若全挤出来，也许是另一个海洋。
但是，地球上的这些水到底是怎么来的？这个问题至今都没有一个满意的答案。
地球在“襁褓”中似乎就缺水
在宇宙空间，也存在大量水——不过它们主要以冰的形式存在。其实，就宇宙空间的水而言，它的起源倒不是个难题。因为只要氢气和氧气混在一起，在宇宙中随处可见的辐射的“撮合”下，就能制造出水来。原料嘛，也不缺。氢元素在宇宙诞生伊始就有，氧元素是在恒星内部制造出来，然后随着超新星爆发，抛撒到星际空间的。
但具体到地球上的水，就不能指望通过氢氧两种元素反应临时制造出来。首先，游离态的氢很活泼，在行星出现之前，就基本上被消耗殆尽了;其次，氢太轻，行星的引力束缚不住它。所以，不论地球之水是怎么来的，得來的必然是现成的水。现在，解释这个水的来源，是件棘手的事情。
要理解为何如此困难，我们需要追溯到比46亿年前还久远的过去。那时太阳还很年轻（太阳目前的年龄是50亿年左右），辐射比现在要强烈得多;环绕着它的是一个由气体和尘埃组成的漩涡——太阳系的一颗颗行星将在这个漩涡中诞生。那时，任何水都只能以星际空间冰的形式存在。如果一些冰闯入内太阳系，也就是像地球这样的岩石质行星即将要诞生的地方，那么太阳的热量和辐射将会把水分子裂解成氢原子和氧原子。这意味着形成地球的那团尘埃云中，连一滴水都不会剩下。
就算我们乐观地设想，星际空间中的水在行星形成过程中，以我们迄今所不知道的方式幸存了下来，最终凝聚成年轻地球表面的海洋，但接下去还要应付一场大撞击——月球就是在这场撞击中诞生的。
关于月球是如何形成的，我们目前最好的解释是：大约45亿年前，一颗叫“忒伊亚”的火星大小的天体撞到了地球。它的撞击是如此剧烈，以至于整个地球都熔化、碎裂了。其中一些溅射出去的碎片凝聚成了月球，剩余的在自身重力作用下坍塌，重新凝聚成地球。
传统观点认为，在这场大撞击中地球之水在劫难逃。
地球之水来自天外？
既然地球在“襁褓”中可能就缺水，即便不缺水，要长久保存也过不了“大撞击”这一关，那么今天这么多水到底是怎么来的呢？
过去占主流的看法是，地球之水是太空“信使”送来的礼物。这些“信使”主要是彗星和小行星，它们多数形成于离太阳足够远的寒冷地带，携带着大量的冰。在月球形成之后不久的一个时期，大量彗星和小行星轰击地球，为我们带来了贵金属、水和有机物。作为那一时期疯狂轰击的证据，月球表面至今仍布满了撞击坑。
这个假说是如此深入人心，以至于在很长时间里，人们以为解决了地球之水起源于何处的难题。但2014年，一次打击让这个假说风光不再。
打击来自2004年由欧洲宇航局发射的“罗塞塔”号探测器。该探测器在2014年访问了“67P/丘留莫夫—格拉西缅科”彗星，从彗星上采集了冰的样品。但随后的分析发现，彗星上的水跟地球上的水，氢元素的同位素“配方”并不一致。
我们知道，所有的化学元素，包括组成水的氢氧两种元素，都有不同的同位素。比如说氢元素，它就有氢、氘、氚三种同位素。氢原子核里只有1个质子，氘原子核含有1个质子和1个中子，氚原子核含有1个质子和2个中子。由氢与氧结合形成的水是普通水，由氘与氧形成的水叫重水，由氚与氧形成的水叫超重水。
如果两种水有同一来源，那么在水中氢的三种同位素比例或者说同位素“配方”，应该完全一致才对。但实际情况是，“67P/丘留莫夫—格拉西缅科”彗星上的水与地球上的水，氢的同位素“配方”并不一致：彗星之水中氘的含量比地球之水高。
当然，如果我们能找到另一颗彗星，它的水中氘的含量比地球之水低，那么通过适当的“调配”，或许也能“调配”出地球上的水（换句话说，当初轰击地球的彗星，不仅有含氘高的，也有含氘低的）。但到目前为止，这样的彗星一颗都没找到。
地球之水或许有两个来源
既然地球之水不能全靠彗星的“赐予”，现在有人提出这样一种折中的观点：也许需要调配的不是来自这颗彗星和那颗彗星的水，而是来自彗星的水和地球自己与生俱来的水。换句话说，地球上的水，一部分是与生俱来的，另一部分来自彗星;而且与生俱来的那部分水含氘量较低。
要理解这个新假说，需要我们搞清楚很多事实。下面将一一解释。
首先，让我们来看看，后来凝聚成地球的尘埃云是否曾炽热到容不下水的地步？
一位英国科学家通过模拟显示，尘埃颗粒在高温下吸附水的能力，比我们原先设想的要强得多。他为组成尘埃颗粒的橄榄石建了一个电脑模型——橄榄石是太阳系和环绕其他恒星的尘埃云中最常见的一种矿物。随后，他计算了一下，如果水分子吸附在不规则的橄榄石尘埃颗粒表面会怎样。他发现，一旦水分吸附其上，需要很大的能量才能把它们分离出来。根据这个模型，要想把水分子跟尘埃颗粒分开，温度至少要在630℃以上，而在地球形成的过程中，一开始尘埃云的温度似乎没那么高。
这个结论也得到天文观测的佐证。天文学家利用斯皮策太空望远镜已探测到年轻恒星DR Tau和AS 205A（距地球350光年以上）周围的尘埃盘中含有水。
那么，为什么地球与生俱来的这部分水含氘量较低呢？前面已经提到过，当太阳还很年轻时，辐射很强烈，地球上原有的水都被分解成了氢原子和氧原子（如果是重水呢，则被分解成了氘原子和氧原子）。这些游离态的原子，直到太阳辐射减弱之后才重新结合成水。因为氘原子比氢原子重，在与氢原子争夺氧原子时，相对比较“笨”，所以新生成的水中，氘含量就降低了。
这样，地球与生俱来就有的水经过“浴火重生”之后，氘含量偏低，而来自彗星的水，氘含量偏高，两者一调配，就调配出了今日氘含量适中的地球之水。这位科学家计算了一下，要调配出今日地球之水，地球与生俱来的水不应少于70%。
其实，地球上的水还不止这些。在陆地，生物体内百分之六七十以上都是水。此外，在地下，以矿物（如结晶水合物）形式存在的水也体量惊人，若全挤出来，也许是另一个海洋。
但是，地球上的这些水到底是怎么来的？这个问题至今都没有一个满意的答案。
地球在“襁褓”中似乎就缺水
在宇宙空间，也存在大量水——不过它们主要以冰的形式存在。其实，就宇宙空间的水而言，它的起源倒不是个难题。因为只要氢气和氧气混在一起，在宇宙中随处可见的辐射的“撮合”下，就能制造出水来。原料嘛，也不缺。氢元素在宇宙诞生伊始就有，氧元素是在恒星内部制造出来，然后随着超新星爆发，抛撒到星际空间的。
但具体到地球上的水，就不能指望通过氢氧两种元素反应临时制造出来。首先，游离态的氢很活泼，在行星出现之前，就基本上被消耗殆尽了;其次，氢太轻，行星的引力束缚不住它。所以，不论地球之水是怎么来的，得來的必然是现成的水。现在，解释这个水的来源，是件棘手的事情。
要理解为何如此困难，我们需要追溯到比46亿年前还久远的过去。那时太阳还很年轻（太阳目前的年龄是50亿年左右），辐射比现在要强烈得多;环绕着它的是一个由气体和尘埃组成的漩涡——太阳系的一颗颗行星将在这个漩涡中诞生。那时，任何水都只能以星际空间冰的形式存在。如果一些冰闯入内太阳系，也就是像地球这样的岩石质行星即将要诞生的地方，那么太阳的热量和辐射将会把水分子裂解成氢原子和氧原子。这意味着形成地球的那团尘埃云中，连一滴水都不会剩下。
就算我们乐观地设想，星际空间中的水在行星形成过程中，以我们迄今所不知道的方式幸存了下来，最终凝聚成年轻地球表面的海洋，但接下去还要应付一场大撞击——月球就是在这场撞击中诞生的。
关于月球是如何形成的，我们目前最好的解释是：大约45亿年前，一颗叫“忒伊亚”的火星大小的天体撞到了地球。它的撞击是如此剧烈，以至于整个地球都熔化、碎裂了。其中一些溅射出去的碎片凝聚成了月球，剩余的在自身重力作用下坍塌，重新凝聚成地球。
传统观点认为，在这场大撞击中地球之水在劫难逃。
地球之水来自天外？
既然地球在“襁褓”中可能就缺水，即便不缺水，要长久保存也过不了“大撞击”这一关，那么今天这么多水到底是怎么来的呢？
过去占主流的看法是，地球之水是太空“信使”送来的礼物。这些“信使”主要是彗星和小行星，它们多数形成于离太阳足够远的寒冷地带，携带着大量的冰。在月球形成之后不久的一个时期，大量彗星和小行星轰击地球，为我们带来了贵金属、水和有机物。作为那一时期疯狂轰击的证据，月球表面至今仍布满了撞击坑。
这个假说是如此深入人心，以至于在很长时间里，人们以为解决了地球之水起源于何处的难题。但2014年，一次打击让这个假说风光不再。
打击来自2004年由欧洲宇航局发射的“罗塞塔”号探测器。该探测器在2014年访问了“67P/丘留莫夫—格拉西缅科”彗星，从彗星上采集了冰的样品。但随后的分析发现，彗星上的水跟地球上的水，氢元素的同位素“配方”并不一致。
我们知道，所有的化学元素，包括组成水的氢氧两种元素，都有不同的同位素。比如说氢元素，它就有氢、氘、氚三种同位素。氢原子核里只有1个质子，氘原子核含有1个质子和1个中子，氚原子核含有1个质子和2个中子。由氢与氧结合形成的水是普通水，由氘与氧形成的水叫重水，由氚与氧形成的水叫超重水。
如果两种水有同一来源，那么在水中氢的三种同位素比例或者说同位素“配方”，应该完全一致才对。但实际情况是，“67P/丘留莫夫—格拉西缅科”彗星上的水与地球上的水，氢的同位素“配方”并不一致：彗星之水中氘的含量比地球之水高。
当然，如果我们能找到另一颗彗星，它的水中氘的含量比地球之水低，那么通过适当的“调配”，或许也能“调配”出地球上的水（换句话说，当初轰击地球的彗星，不仅有含氘高的，也有含氘低的）。但到目前为止，这样的彗星一颗都没找到。
地球之水或许有两个来源
既然地球之水不能全靠彗星的“赐予”，现在有人提出这样一种折中的观点：也许需要调配的不是来自这颗彗星和那颗彗星的水，而是来自彗星的水和地球自己与生俱来的水。换句话说，地球上的水，一部分是与生俱来的，另一部分来自彗星;而且与生俱来的那部分水含氘量较低。
要理解这个新假说，需要我们搞清楚很多事实。下面将一一解释。
首先，让我们来看看，后来凝聚成地球的尘埃云是否曾炽热到容不下水的地步？
一位英国科学家通过模拟显示，尘埃颗粒在高温下吸附水的能力，比我们原先设想的要强得多。他为组成尘埃颗粒的橄榄石建了一个电脑模型——橄榄石是太阳系和环绕其他恒星的尘埃云中最常见的一种矿物。随后，他计算了一下，如果水分子吸附在不规则的橄榄石尘埃颗粒表面会怎样。他发现，一旦水分吸附其上，需要很大的能量才能把它们分离出来。根据这个模型，要想把水分子跟尘埃颗粒分开，温度至少要在630℃以上，而在地球形成的过程中，一开始尘埃云的温度似乎没那么高。
这个结论也得到天文观测的佐证。天文学家利用斯皮策太空望远镜已探测到年轻恒星DR Tau和AS 205A（距地球350光年以上）周围的尘埃盘中含有水。
那么，为什么地球与生俱来的这部分水含氘量较低呢？前面已经提到过，当太阳还很年轻时，辐射很强烈，地球上原有的水都被分解成了氢原子和氧原子（如果是重水呢，则被分解成了氘原子和氧原子）。这些游离态的原子，直到太阳辐射减弱之后才重新结合成水。因为氘原子比氢原子重，在与氢原子争夺氧原子时，相对比较“笨”，所以新生成的水中，氘含量就降低了。
这样，地球与生俱来就有的水经过“浴火重生”之后，氘含量偏低，而来自彗星的水，氘含量偏高，两者一调配，就调配出了今日氘含量适中的地球之水。这位科学家计算了一下，要调配出今日地球之水，地球与生俱来的水不应少于70%。