地球是一個(gè)三十八億年老的是藍(lán)色星球。古代沉積巖層和冷卻成特征枕形的熔巖提供了無(wú)可辯駁的證據(jù)證明，液態(tài)水在地球表面至少存在了這么長(zhǎng)的時(shí)間。但是考慮到星系中有很多荒蕪的巖石行星，這就提出了一個(gè)問(wèn)題，地球上豐富的海洋水資源來(lái)自哪里？
科學(xué)家們繼續(xù)討論兩個(gè)有爭(zhēng)議性的理論。一種理論認(rèn)為，地球的水可能是從與地球碰撞的小行星和彗星上捕獲的。但最近的研究加強(qiáng)了另一種理論的情況：水總是存在于地球的巖石中，并通過(guò)火山逐漸釋放到地表。找出哪種機(jī)制更重要，不僅可以讓我們更好地了解地球的歷史，而且還可以幫助我們尋找能夠支持生命的其他行星。
在一九七四年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球的地幔含有比想象中的更多的貴金屬，如鉑。這些元素很自然地被鐵吸引，所以他們中的絕大多數(shù)在歷史早期就被拉入了地球的核心。
這導(dǎo)致小行星撞擊地球不久之后，就在地球形成動(dòng)蕩的早期提供額外的一層材料。這種“后期的表層覆蓋”可能不僅包括貴金屬，而且還包括“揮發(fā)性”物質(zhì)，如碳和水，這是已知的存在于一種叫做碳質(zhì)球粒隕石的小行星上。
但最近的研究表明，這種捕獲的水理論似乎不太可能。二零一七年一月，一項(xiàng)研究表明，地球幔中釕的類型（那些喜歡鐵的金屬之一）與外層太陽(yáng)系中常見(jiàn)的小行星具有不同的原子特征。這表明后期的表層覆蓋來(lái)自內(nèi)部太陽(yáng)系，那里的揮發(fā)性物質(zhì)很稀少，因此這些小行星并不是地球上的主要水源。
其他研究表明，在存在“后期的表層覆蓋”之前，地球上就存在豐富的水源。例如，一些證據(jù)認(rèn)為，最早的陸源礦物（鋯石）是巖漿源與液態(tài)水相互作用而產(chǎn)生的。這些礦物質(zhì)年齡在四十一億到四十三億歲之間，但最后的“后期的表層覆蓋”最常被認(rèn)為是在約三十九億年前覆蓋的。
更重要的是，因?yàn)樾⌒行菙y帶水并不意味著它可以成功地將這種“貨物”運(yùn)送到地球。事實(shí)上，科學(xué)家現(xiàn)在相信，在早期的小行星撞擊中，地球可能失去了質(zhì)量而不是增加了質(zhì)量，這一過(guò)程被稱為碰撞或沖擊侵蝕。這仍然是一個(gè)未經(jīng)證實(shí)的理論，但最近一項(xiàng)對(duì)加拿大薩德伯里沖擊坑的研究表明，碰撞已汽化了大部分揮發(fā)性金屬鉛。這意味著更易揮發(fā)的物質(zhì)，例如水也會(huì)在沖擊中汽化到太空。
地球上的海洋可能早期形成的最后一個(gè)線索是，地球上有比想象中的更多的氯。地球上早期存在液態(tài)水將使氯溶解到其中，從而有助于防止水損失到太空。最后，與行星科學(xué)家不同，地球化學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)為，地球的海洋不是來(lái)自捕獲的冰彗星，因?yàn)樗鼈儼煌康摹爸亍睔洹?/strong>
所有這些證據(jù)表明，地球表面的水或“液態(tài)水圈”實(shí)際上是通過(guò)從地球內(nèi)排氣而積累的。水以礦物中的羥基（一個(gè)氫和一個(gè)氧原子）的形式被存儲(chǔ)在地球的地幔中。
當(dāng)?shù)蒯r石融化，水溶入了巖漿。當(dāng)巖漿朝向表面上升并冷卻時(shí)，壓力降低，晶體形成，并且水以蒸汽的形式通過(guò)火山爆發(fā)被釋出來(lái)。通過(guò)這種機(jī)制，來(lái)自更深的水可以通過(guò)排氣到地球表面。
開(kāi)創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)工作表明，一百五十公里至二百公里深度的礦物可能含有水。但是，最近的驗(yàn)、建模和地震數(shù)據(jù)表明，水也可能在地表以下四百公里至六百六十公里處發(fā)現(xiàn)。最近從科學(xué)家研究鉆石晶體形成深層地下的數(shù)據(jù)表明，水可能進(jìn)一步儲(chǔ)存。這種來(lái)自實(shí)際地幔礦物的新證據(jù)讓科學(xué)家產(chǎn)生地球表面的水可能來(lái)自地球深處。
但需要知道的是，水也可以循環(huán)回地幔。這意味著在海洋中的水和儲(chǔ)存在地幔中的水之間有一個(gè)平衡。我們只能猜測(cè)在這些深處還有多少水可能被鎖住。
我們知道，海平面相對(duì)于陸地的平均水平在近四十億年中保持相對(duì)恒定。這表明一個(gè)不斷循環(huán)的水從地幔涌出并被吸收回地幔已經(jīng)顯著地幫助生命在這個(gè)星球的歷史上繼續(xù)。
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