事实证明,这个问题一直是活跃的科学辩论主题。科学家也给出了答案,对此科学家有两种解释:一种是大约45亿年前形成了太阳和行星,当地球形成时,就像气体和尘埃星云(称为原太阳星云)中的冰一样,其中一些水还留在地球上,然后可能通过地球的地幔层被循环利用。第二种理论认为,地球、金星、火星和水星与原太阳星云的距离足够近,以至于它们的大部分水会被热量蒸发;这些行星形成时,岩石中的水很少。在这种情况下,海洋将由富含冰的小行星(称为碳质球粒陨石)来运输,这些小行星与地球发生碰撞后形成海洋,而不是自行种植。
科学家们在研究时,可以通过观察自然界中两种氢同位素的比例,或者具有不同数量中子的氢,来追踪地球水的起源。一个是普通氢,在原子核中只有一个质子,另一个是氘,也被称为“重”氢,它有一个质子和一个中子。地球海洋中氘与氢的比例似乎与小行星非常接近,小行星通常富含水和碳、氮等其他元素,而不是彗星。(小行星是围绕太阳运行的小岩石天体,而彗星是结冰的天体,有时被称为脏雪球,释放气体和尘埃,被认为是太阳系形成过程中的残留物。)
陨石含有蛋白石的微小碎片,蛋白石是一种需要水才能形成的物质。在很多卫星图像中我们可以发现一个狭窄的蛋白石边缘包围着一个明亮的金属矿物包裹体。科学家们还发现了源自小行星的陨石中的蛋白石(它们很可能是被小行星击落的碎片)。由于蛋白石需要水来形成,这一发现是来自太空岩石的水的另一个迹象。这两个证据说明了小行星的起源。此外,氘在太阳系中的聚集比氢要远,因此在太阳系外围形成的水往往富含氘。
除此之外,与木星、土星、天王星、海王星甚至气态巨行星本身的冰冷卫星相比,岩石状的内行星所含的水(相对于其质量)相对较少。这将支持这样一种观点,即在内部系统中,水蒸发了,而在外部系统中,水形成了。如果地球上的水蒸发了,它将不得不从其他地方被取代,而富水小行星在系统的外部区域是丰富的。
更多的证据来自于2007年发射的美国国家航空航天局黎明号宇宙飞船,它在位于火星和木星之间的主要小行星带的两个最大的物体——谷神星和灶神星上发现了水的证据。地球的水是复杂的,英国格拉斯哥大学的行星科学家莉迪亚·哈利斯认为,在早期地球上存在的氢比现在含有的氘少得多。这个比例变化是因为在地球的早期历史中,太阳的辐射加热了氢和氘。氢更轻,更有可能飞到外层空间,留下更多的氘。而且,在过去的几年里,新的模型似乎表明