重大发现！科学家揭示地球水源新机制

• 2026-11-04
• 行业资讯

地球表面的水域占据了约70%，然而其水源的起源一直以来都是行星科学领域的争论焦点。过去的主流观点认为，水是通过彗星和小行星的撞击而带来的：在地球形成之初，太阳系内部高温导致原始物质呈现干燥状态，之后外部的冰冻天体才将水送给了地球。然而，2026年9月在《自然·地球科学》上发表的一项研究提出了一种全新的解释，认为地球的水源中可能有相当一部分是由地球自身的内在机制生成而来。初生的地球能够通过其富氢的大气层直接将降落的干燥岩石转化为大量水，理论上能够形成相当于数十到上百个现代海洋的水量。

这一新理论启示于近年流行的“卵石吸积”模型，该模型展示了行星成长的过程。此前，人们认为岩质行星的成长依赖于大块星体的碰撞与合并，形成过程需要数百万到数亿年，因此早期的氢气云早已被太阳风吹散。然而，卵石吸积理论则指出，行星的构成材料实际上是毫米到厘米级的小颗粒，这些颗粒能迅速被行星的引力捕获，使得行星在数百万年内便接近其最终大小。这一快速构建的过程让初生地球能够捕捉到厚厚的氢气大气层，而这一大气层为地球内部水的生成提供了至关重要的条件。

随着卵石不断落入大气层，重力将其加速，使得下落的重力势能加热大气层，底部温度和气压迅速升高。对于一颗质量约为地球70%的原行星来说，底层温度可达2700摄氏度，气压超过200个大气压，完全可以融化岩石。落入大气的卵石与空气的相互作用不同于流星，卵石在高密度气体中减速，缓慢下落，并保持在熔融状态。每一颗干燥岩石都会在高温氢气中浸泡好几天。 龙8头号玩家

那么，干燥的岩石和高氢气环境如何产生水呢？众所周知，水由氢和氧构成，氢气提供了充足的氢，而岩石则含有丰富的氧。地壳约有一半的质量是氧，在与硅、铁、镁等元素结合的状态中，氧化亚铁的氧则更易于与氢结合。在高温下，氢与岩石中的氧化亚铁反应，生成水蒸气与金属铁。这是一个与“氢冶金”类似的反应，初生地球的氢气大气层相当于一个巨大的反应炉，源源不断地产生水。

不过，这一过程并不会无限制地进行。当大气中的水蒸气浓度达到一定平衡后，反应将会停止，反应继续需要水分不断被移除，通过熔岩海洋溶解，或是通过大气逃逸到太空。美国新墨西哥大学的研究团队在实验室复现了这一环境，利用玄武岩作为实验材料，模拟卵石的下落过程，得出的结果超出了预期，显示出在1300℃的条件下，仅需3小时，就能将80%的氧化亚铁还原为铁，并生成大量水。

研究表明，在地球形成过程中，通过这一机制能够产生数十到数百个现代海洋规模的水体。尽管并非所有水都留在地球上，部分会溶入熔岩海洋或逃逸到太空，但即使留下少量水，也足以充满今天的海洋。值得注意的是，虽然这一机制说明了地球水的重要内源，但并不否定后期由彗星和小行星带来的外源水。 龙8头号玩家

这一发现的意义不仅限于地球，其他由卵石吸积形成的类地行星，也可能通过类似机制自我生成水。这意味着宇宙中存在水的行星可能远比以往认为的多。这个结论得到了实验和成分比对的支持，但仍需进一步的观测与模拟验证，开启了新的研究视角，表明行星水源的形成并非仅依赖宇宙外部的运输。