水自空间来

赵一凡

莽莽荒原，遍地余烬。长空如漆，只有一轮巨日喷吐着致命的光芒。这就是45亿年前，在新生的地球上所能看到的苍凉景象。那是一个极度干旱的地球，被同样年幼的太阳炙烤得面目全非；既无大气，也无海洋，与今日生机勃勃的“蓝色行星”相去何止霄壤。那么，赋予地球这一美名的水当时在哪里呢？滋润这个星球的300亿亿吨甘露从何而来？整个20世纪，地质学家们一直认为水在地球形成之时就已存在。作为地球构成物之一，水一开始就混杂在炽热的岩浆中，经由间歇泉或火山云，以蒸汽的形式从地底喷发至大气中。

随后，地球逐渐转凉，滂沱大雨持续了千万年，水坑涨成水潭，水潭涨成湖泊，湖泊涨成大海、大洋……这一解释看上去非常圆满，而且还有一个有力证据，那就是今天火山喷发物中极高的水汽含量。

然而，法国里昂高等师范学院地球科学实验室地质化学教授弗朗西斯•阿尔巴莱德(Francis Albarède)却对此提出了异议：“地球上本来没有水，水是稍晚由彗星和小行星带来的。”这一论断值得认真对待。弗朗西斯•阿尔巴莱德的研究于2009年9月发表在Nature上；一个月后，英国与美国的两位地质学家格雷格•霍兰(Greg Holland)和克里斯•贝兰亭(Chris Ballentine)也在另一份权威刊物《Science》上发表了相同的结论。

实际上，地质学家们对“经典”解释的疑问已持续了二十多年。随着天文学家对太阳系起源的了解越发深入，地质学家也日益倾向于认为地球在形成时极为干燥。须知，我们的行星与太阳形成于同一时期。而在星云中的气体凝聚并因自身重量坍塌形成类日恒星的过程中，必然经过一个名为“T型变星”(T Tauri)的阶段。年幼的恒星此时不仅体积庞大，而且十分明亮，其喷发出的强劲炽热的气流会带走所有气体与易挥发物质(如水冰)，剩余的矿物粒子则吸积成为岩石行星。

弗朗西斯•阿尔巴莱德认为，在新生的太阳系中，水分都被刮到了距离太阳3亿公里远的地带，即恰好在近日岩石行星(水星、金星、地球、火星)与富含水分的气态行星(木星、土星、天王星、海王星)的分界区域。此外，他还为该理论找到了地质学方面的佐证：“地球上硫与铅等易流失物质极少，这说明地球及其姐妹星球在诞生初期含水量一定少得可怜。”另一有力证据是：月球矿物样品中从未发现过水。既然月球是在太阳系形成3000万年后年轻的地球与另一个火星规模的行星相撞所产生的，那就显示，我们的地球起初一定也和今天的月球一样干燥。

那该如何解释今天覆盖70%地表面积的水的来历呢？“它们来自火星与木星之间的小行星带。”弗朗西斯•阿尔巴莱德解释道，“在地球形成约1亿年后，彗星、小行星这类天体对其持续轰击了大约5000万年之久。”时至今日，来自太阳系冰线外小行星带的陨石还时常光顾地球。弗朗西斯•阿尔巴莱德对这些小型陨石进行成分分析后发现，其中大部分的确富含水分……

接下来的计算就非常简单了。“据估计，地幔中的含水量与地表相当。”弗朗西斯•阿尔巴莱德指出。这即意味着地球质量的0.05%是水。要达到如此储量，只需1000万枚“哈雷”规模的彗星降临地球即可。当然，地球并不是这份天外甘霖的唯一受益者，太阳系中其他岩石行星也经受了同样的轰击，但地球是唯一将这些水分保存下来的星球。在离太阳最近的水星与金星上，水分蒸发并逃逸到了太空中。火星则因引力场较弱，同样无法维持水的存在：虽说其地下与两极有数十亿吨水冰，但散失到空间中的水分更是绝大部分。只有地球所处位置绝佳，水分得以在此完整经历固、液、气三态间的循环。

弗朗西斯•阿尔巴莱德指出，是巨量水分的到来导致地球上出现了太阳系中独一无二的板块运动。来自空间的水分渗入地幔，润滑了板块，吹响了大陆漂移以及相关生命进化现象的前奏。一切都可说是天造地设……

（摘自《新发现》）