重磅！关于地球水的起源，科学家有了颠覆发现

地球表面七成被海水覆盖，关于这些水从何而来，行星科学家争论了几十年。

很长时间里，主流观点都认为水是太空快递而来：地球形成于太阳系内侧的高温区，原生物质基本是干燥的岩石，后来富含冰的彗星、小行星不断撞击，才把水带到了地球上。

但2026年9月发表在《自然·地球科学》上的一项实验研究，给出了另一种完全不同的答案：地球的水或许有相当一部分不用依赖外部输送，初生地球靠着自身的富氢原始大气层，就能让降落的干燥岩石直接演变出大量的水，总量最多可相当于几十到上百个现代海洋。

这一内源造水机制，为地球水起源提供了全新的解释方向。

这个新理论的基础，是近年越来越受认可的“卵石吸积”行星生长模型。

过去人们认为，岩质行星是靠星子碰撞成长，也就是千米级的岩石块反复碰撞、合并长大的，按照这个模型，行星完全成长需要几千万到几亿年。

所以等地球长到足够大、能靠引力留住大气时，太阳系原始的氢气云早就被太阳风吹散了。

但卵石吸积理论指出，行星生长的原料其实是毫米到厘米级的石质细颗粒——也就是“卵石”。

这些小颗粒会被原行星的引力快速捕获，几百万年就能让行星长到接近最终大小，这个速度刚好赶在太阳星云消散之前，因此初生的地球能捕获一层厚厚的、以氢气为主的原始大气层。

也正是这层氢气大气，成了地球造水的关键。

源源不断的卵石从太空落入大气层，下落的重力势能会不断加热大气，越往大气底部，气压越高、热量越难散出，温度也就越高。

对长到约0.7倍地球质量的原行星来说，大气底部的温度可超过2700摄氏度，气压超过200个大气压，这足以轻松融化岩石。

落入大气的卵石不会像流星一样瞬间烧完，它们在浓密的气体里减速，以每秒几米的速度缓慢下落，它们全程处在熔融状态，落到地表要花好几天的时间。

换句话说，每一颗干燥的石质卵石，都会在高温氢气里浸泡整整数天。

但干燥的岩石和氢气，怎么才能造出水呢？

我们大家都知道，水分子是由氢和氧组成，而氢气大气提供了充足的氢，岩石本身就含有大量的氧——地壳里近一半的质量都是氧，它们大多和硅、铁、镁等元素结合在一起。

其中硅、镁和氧结合得很牢固，高温氢气也很难拆开；但岩石里的氧化亚铁就不一样了，氢很容易就能夺走它里面的氧。

简单来说就是：高温下，氢气和岩石里的氧化亚铁发生反应，氢结合氧变成水蒸气，剩下的则是金属铁。

这个原理和现在的“氢冶金”几乎完全一致——初生地球的大气层，相当于一个天然的巨型氢反应炉，一边下着卵石雨，一边持续不断地生产水。

不过这个反应不会无限持续：当大气里的水蒸气浓度达到平衡值后，反应就会暂停；只有当水被不断移除，要么溶解进地表的岩浆海洋，要么通过大气逃逸散入太空，反应才能继续进行，原始大气属于开放系统，刚好满足这个条件。

为了验证这个过程到底能不能发生、速度有多快，美国新墨西哥大学的研究团队在实验室里还原了这套环境。

他们选用和原始卵石成分接近的玄武岩作为实验材料，先在惰性氦气中加热，彻底烘干岩石本身含有的微量水分，排除干扰，随后向高温样品中通入氢气，模拟卵石在大气里的遭遇。

实验结果远超预期：在1300℃的条件下，仅需3小时，岩石里就有高达80%的氧化亚铁被还原成金属铁，同时生成大量水；就算温度降到1200℃，3小时也能完成约20%的还原。

而真实环境里，卵石在熔融状态下的下落时间长达9天，是实验最长时间的70多倍，所以反应会更充分。

那么整个地球形成过程中，能靠这个方式造出多少水？

研究团队根据今天原始地幔里残留的氧化亚铁比例反推：受卵石成分、还原效率等因素影响，生成的总水量从几十个到几百个现代海洋不等。

当然这些水不会全部留在地球上：一部分溶进了地表的熔岩海洋里，一部分随着大气逃逸到了太空，剩下的最终凝结成了原始海洋。

哪怕只留下很小一部分，也足够填满今天的地球大洋。

需要明确的是，该机制是地球水的重要内源，但并不否定后期彗星、小行星撞击带来的外源水，只是内源产出的水量已经足够支撑地球海洋的形成，无需完全依赖外部输送。

这个机制的意义还不止于地球。

只要是靠卵石吸积长大、质量足够大的类地行星，它们都能通过这种方式自己生成水，这意味着宇宙里有水的行星，可能比我们以前预想的多得多，不需要冰质天体精准撞击，只要行星以合适的方式生长，就能自己拥有孕育生命的水源。

这个结论目前已经得到了实验室证据和成分比对的支持，但仍需要更多观测和模拟来进一步验证。

不过它至少打开了一扇新的窗口：行星的水不一定非要靠宇宙快递，行星自身的生长过程同样可以孕育水源，而宇宙中像地球这样的水世界，或许远比我们想象的更加普遍。