当孩子问「地球上的水是从哪里来的」该如何回答? 第1页

目前的科学模型认为地球和太阳系的绝大部分其他天体是太阳星云演化而来，地球在形成时就含有大量的水；在地球形成后数亿年间，大量含水冰的小天体（彗星、小行星、碎片、尘埃）坠入地球大气，更增加了地球的水量。

显然，在这个模型里，绝大部分小天体所含的水也可以追溯到太阳星云。从太阳系外飞来并掉到地球上的水极少。

• 太阳星云可能是上一代恒星的超新星爆发抛射出的气体云，还掺杂了一些星际物质。上一代恒星可能由更古老的气体云演化而来。这样一直追溯到“宇宙从哪里来”，可以介绍霍金-哈特尔无边界条件下的量子涨落模型，也就是无中生有。

现在，地球的核心可能包含了地球上大部分的水，比地表的海洋要多得多。

2020 年 5 月 18 日，发表于《自然-地球科学》的一项研究^[1]表明，地球可能在演化早期从太阳星云中获得了大量的氢，并以水的形式储存在地核。

在目前的理论下，约 46 亿年前，围绕新生太阳旋转的氢气、尘埃等物质聚合成了地球。在此过程中，大量的氢可能进入了正在形成的地核，或是留在了后来冷却成地幔的高度。研究人员试图通过分析氢在高压和高温下的行为来模拟早期地球里氢含量和分布的变动。

他们估计了早期地球内部各边界的温度和压力条件，计算氢在这些条件下的反应。他们发现，在地核-地幔分异和地核-地幔边界条件下，水的亲铁性随温度升高而减弱；而在岩芯形成条件下，无论是氧化反应还是还原反应，水总是强烈地分割到铁液中。对平衡铁硅酸盐熔体中的氢分布的计算也验证了水的亲铁性。

研究得出结论：早期地球的氢有 75% 以上可能在地核里，因而地核可能包含着地球上的大部分水。这可以部分解释地震速度测量所显示的地核密度。

参考

1. ^ https://doi.org/10.1038/s41561-020-0578-1