塞思·肖斯塔克

如果你正在尋找地外生物，那么這是一個(gè)重要的問(wèn)題。專家會(huì)告訴你，雖然其他液體也可能孕育出生命（這時(shí)候你也許會(huì)想到氨和液化天然氣），但水總是首選。歸根結(jié)底，就地球而言，我們認(rèn)為生命首先出現(xiàn)在海洋中，并且對(duì)其大洋中的出生地一直都很滿意，30多億年來(lái)，它們一直待在那里。

現(xiàn)在我們已經(jīng)可以估計(jì)出，大約有1萬(wàn)億顆其他行星散布于整個(gè)銀河系中。于是，我們很自然地猜測(cè)，在這1萬(wàn)億顆其他行星中會(huì)有一些同地球一樣潮濕，其中有些還可能已經(jīng)產(chǎn)生了生命。但是最近對(duì)小行星的研究（它們就像太陽(yáng)系里的“野孩子”）使得人們對(duì)上述看似合理的場(chǎng)景頓生疑竇。這項(xiàng)研究同時(shí)也開(kāi)啟了另一種可能性的大門(mén)，即大多數(shù)溫度適中、如地球般大小的行星，也許干巴得就像英國(guó)幽默一樣。

這一切都取決于地球是如何獲取水的。地球表面積的2/3碧波蕩漾，其大洋的平均深度約是3200米。據(jù)此我們可以推算，地球上的水總共有約132.5億億立方米。這么多的水的確令人震撼，但是，要說(shuō)明的是，這么多的水只占地球質(zhì)量的約0.02%，而這大概與你的頭發(fā)占你身體其他部分的比例相同。但對(duì)地球來(lái)說(shuō)，水是必不可少而又極不尋常的標(biāo)志。

然而，覆蓋地球表面的這層薄薄的液體，一開(kāi)始并不是地球表面的一個(gè)組成部分。在我童年時(shí)代讀過(guò)的地質(zhì)學(xué)書(shū)籍中，就有插圖描繪了戲劇性的一幕：火山將蒸汽噴射入史前大氣層，而彼時(shí)的地球還是一個(gè)死氣沉沉、毫無(wú)生機(jī)的世界。這表明我們居住的星球自出生之日起就已經(jīng)在其表層下儲(chǔ)備了足夠的水，只等著“樂(lè)于助人”的火山刺破地球的表層，將其噴射到地表。在一個(gè)孩子看來(lái)，這一切肯定是合情合理的。

但事實(shí)并非如此。

地球是由內(nèi)爆云中小的灰塵顆粒形成的，而內(nèi)爆云同時(shí)也形成了我們的太陽(yáng)。雖然這些灰塵顆粒的混合物中肯定有水，但由于太陽(yáng)光的作用，它們都是以蒸汽的形式存在的。對(duì)，你理解得沒(méi)錯(cuò)，地球一開(kāi)始是熱氣騰騰的。這是沒(méi)辦法的事，因?yàn)楫?dāng)時(shí)地球的重力很弱，無(wú)法使那些“渾身濕透的云”沉下來(lái)。

現(xiàn)在繪就了地球表面山川大陸的水，則是來(lái)自其他地方。很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，許多天文學(xué)家認(rèn)為這個(gè)其他地方就是彗星。彗星常常被我們描繪成一個(gè)“臟冰球”，根據(jù)這一說(shuō)法，你身邊的海洋就是“彗星果汁”了。

但是這一觀點(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)不再流行。因?yàn)槟愫茈y想象，怎么可能有足夠的彗星專門(mén)繞道到我們的星球（彗星通常只出現(xiàn)在太陽(yáng)系內(nèi)偏遠(yuǎn)的地方），并將它們的“水貨”交付給地球。

現(xiàn)在人們傾向認(rèn)為，那些在電影中經(jīng)常威脅星際飛船的、黑暗的、難以發(fā)現(xiàn)的巖石——也就是小行星——才是地球表面水的來(lái)源，而它們是通過(guò)撞進(jìn)地球來(lái)做到這一點(diǎn)的。盡管在你的印象中它們是干燥、花生狀的大石頭，但它們也含有大量的水冰。

當(dāng)然，需要大量的小行星才能造就一個(gè)像地球這樣的藍(lán)色巖質(zhì)行星。我們假設(shè)小行星的直徑平均為1.6千米，有1/5是水，要填滿大西洋、太平洋以及地球上所有被“藍(lán)色墨水”覆蓋的區(qū)域，將需要大約50億顆這樣的小行星。

那么，是什么使得這些濕漉漉的巖石變成了瘋狂的“神風(fēng)特攻隊(duì)隊(duì)員”，墜落到地球的呢？我們給出的可能是：被木星和土星怪異的舞姿驅(qū)趕到地球附近的，時(shí)間是太陽(yáng)系開(kāi)始形成后的四五百萬(wàn)年，即大約45億年前。當(dāng)時(shí)，原始?jí)m埃顆粒導(dǎo)致新生的木星和土星呈螺旋狀向內(nèi)旋轉(zhuǎn)。最終，它們得以盡可能地接近太陽(yáng)，出現(xiàn)在現(xiàn)在的火星軌道上。如果你能親眼見(jiàn)證這次行星之間“背對(duì)背的換位舞步”，會(huì)看到木星在天空中像一個(gè)大盤(pán)子，而不是現(xiàn)在這樣的一顆明亮的星星。

這對(duì)巨人行星之間的舞蹈撼動(dòng)了小行星，使得它們中的很多來(lái)到了離太陽(yáng)足夠近的地方，從而使它們與地球相撞成為可能。它們與地球融合時(shí)留下的“傷疤”，形成了今天地球上碧波蕩漾的海洋。這種不正常的態(tài)勢(shì)并沒(méi)有持續(xù)多久，大約50萬(wàn)年后，木星和土星退回到它們目前所處的位置，也就是我們現(xiàn)在用以界定外太陽(yáng)系的位置。但是，它們親手為地球打造水層的任務(wù)已經(jīng)完成了。

現(xiàn)在，所有這一切都還只是一個(gè)溫和而有趣的故事。真正的問(wèn)題是：這只是一個(gè)還說(shuō)得過(guò)去的故事嗎？其他恒星周?chē)男行?，也?huì)經(jīng)歷類似的一系列事件嗎？還是說(shuō)，我們的太陽(yáng)系非比尋常，其他系外行星都是焦土一片、死氣沉沉？

我們不知道。地球的確是有些特別，也許還相當(dāng)特別。但是許多天文學(xué)家，對(duì)“除了錯(cuò)綜復(fù)雜的‘巨行星舞蹈’這一機(jī)制可以為巖質(zhì)行星提供水外，還可能有其他機(jī)制也能做到這一點(diǎn)”感到樂(lè)觀。

基于mass的觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制的銀河系紅外線畫(huà)像

博爾德城西南研究所的行星科學(xué)家凱文·沃爾什曾致力解開(kāi)地球水的來(lái)源之謎。他指出：“雖然地球歷史似乎的確很特別，但我們真的不知道，它是否就是那么不同尋常。此外，行星上沉積著水的場(chǎng)景也不難想象，它們中既有小行星也有彗星?！?/p>

沃爾什說(shuō)，要確認(rèn)這樣的場(chǎng)景是罕見(jiàn)的還是常見(jiàn)的，需要時(shí)間。只有當(dāng)我們建造起足以查實(shí)地球大小的行星上是否有水的大型望遠(yuǎn)鏡，才達(dá)到可以斷定行星上是否存在水的條件。同時(shí)，對(duì)那些想與其他生物分享宇宙的人士來(lái)說(shuō)，你們只能寄希望于銀河系有許多大洋，而不只是地球上的七大洋。（譯者注：現(xiàn)在，西方科學(xué)界的相當(dāng)一部分科學(xué)家，主張將我們熟知的地球上的四大洋細(xì)分為七大洋，分別是南太平洋、北太平洋、南大西洋、北大西洋、印度洋、北冰洋和南大洋。因?yàn)檫@一觀點(diǎn)有其科學(xué)性，所以現(xiàn)在西方主流地圖很多都采用七大洋。）