地球的水從哪來？用了46億年還沒干涸，誰在給地球“續杯？

你每天喝的水，可能比太陽還老。這話聽起來離譜，但從某種意義上說，它是真的。那么問題來了，地球剛誕生時是一顆熾熱的火球，水到底是從哪兒冒出來的？更讓人好奇的是，46億年過去了，地球上的水究竟是變多了、變少了，還是根本沒變？

水的來源之爭：地球自帶的，還是外太空快遞的？

關于地球水的起源，科學界曾經吵了幾十年。爭論的焦點很簡單：水是地球自己"生"出來的，還是從太空"寄"過來的？

先說"自產派"的觀點。地球形成于46億年前，當時太陽系還是一片混沌的塵埃和氣體盤。在地球逐漸凝聚成型的過程中，大量含水礦物被裹挾進來。這些礦物里的水并不是液態的，而是以化學鍵的形式鎖在晶體結構中，比如蛇紋石、角閃石這類含羥基（-OH）的礦物。

地球內部溫度極高，巖漿翻涌，這些礦物在高溫下釋放出水蒸氣，隨著火山噴發沖出地表，最終冷凝成液態水。

這個過程被稱為"脫氣作用"。它聽起來很合理，但有一個問題：早期地球太熱了，表面溫度一度超過1000℃，任何水蒸氣都會被太陽風吹散或分解。所以光靠內部脫氣，可能攢不下那么多水。

于是"外送派"登場了。他們的證據來自一種不起眼的東西——隕石。1969年9月28日，一顆火球劃過澳大利亞維多利亞州的天空，墜落在默奇森鎮附近。這就是著名的默奇森隕石，一塊碳質球粒隕石。科學家分析它的成分時發現，其中含有高達12%的水（以含水礦物形式存在），而且其氫同位素比值（氘/氫比，簡稱D/H）與地球海洋水驚人地接近。

這意味著什么？它說明地球的水很可能有相當一部分來自小行星撞擊。在地球形成后的頭幾億年，正是太陽系的"大轟炸時期"，無數小行星和彗星像雨點一樣砸向地球。每一次撞擊都帶來一點水，積少成多，最終填滿了海洋。

但彗星呢？畢竟它們被叫做"臟雪球"，表面覆蓋著大量冰。然而2014年，歐洲航天局的羅塞塔號探測器飛到67P彗星身邊，測了一下它的水的D/H比值，結果比地球海洋水高出三倍。這就尷尬了，如果地球的水主要來自彗星，那同位素比值應該和彗星一致才對。

所以目前的主流觀點是：地球的水是"混血兒"。大約70%來自小行星帶的碳質球粒隕石，20%可能來自地球內部原始物質的脫氣，剩下10%可能有彗星的貢獻。這就好比你家的存款，大頭是工資，一小部分是年終獎，偶爾還有幾個紅包——來源不同，但最后都進了同一個賬戶。

46億年過去了，地球的水少了么？

地球表面的水總量大約是13.86億立方公里，這個數字你很難有直觀感受。換個說法：如果把地球上所有的水聚成一個球，直徑大約1385公里，大概能從北京延伸到越南河內。

這些水里，96.5%是海水，淡水只占2.5%。而淡水中的68.7%被鎖在南北極的冰蓋和冰川里，剩下的絕大部分藏在地下。真正能被人類直接使用的河流湖泊水，只占全球水總量的0.007%。說白了，地球上水看起來多得嚇人，但真正能喝的那點兒，少得可憐。

那問題來了：這些水會不會隨著時間慢慢消失？會，但也不會。這取決于你怎么定義"消失"。

先說"會消失"的部分。地球大氣層的頂端，有一個叫"外逸層"的區域，溫度極高，氫原子在那里可以獲得足夠的動能，掙脫地球引力飛向太空。這個過程叫"熱逃逸"。水分子被紫外線分解成氫和氧后，輕飄飄的氫原子就可能逃走。

NASA的衛星數據顯示，地球每秒大約損失3公斤的氫原子。聽起來不多，但架不住時間長。46億年下來，地球累計損失的氫折算成水，大約相當于當前海洋總量的四分之一。這是什么概念？就是說如果沒有這些損失，今天的海洋可能比現在深300多米。

但為什么說"也不會消失"呢？因為地球一直在"補貨"。每年大約有4萬噸宇宙塵埃落入地球大氣層，其中相當一部分含有水分子或含水礦物。雖然這點兒補充量比起損失量只是杯水車薪，但起碼說明水循環不是完全單向的"只出不進"。

更重要的是，地球的水循環系統幾乎是封閉的。你今天喝下去的水，會變成尿液、汗液、呼吸的水蒸氣，蒸發到大氣里，凝結成云，落成雨，匯入河流，滲入地下，再被抽上來，裝進瓶子，擺在超市貨架上。這個循環從恐龍時代就開始了，甚至更早。從這個意義上說，你喝的每一口水里，都有幾個分子曾經被霸王龍喝過。

地球的水并不"聽話"：它在搬家

水沒有減少太多，但它一直在"搬家"。這件事正在深刻影響人類的命運。

2023年，NASA和德國宇航中心聯合發布的GRACE-FO衛星數據顯示，過去20年間，全球冰川每年平均損失約2670億噸冰。格陵蘭冰蓋每年損失約2800億噸，南極冰蓋每年損失約1500億噸。這些冰融化后變成水，流入海洋，導致海平面上升。從1993年到2023年，全球海平面已經上升了約10厘米。

但另一方面，一些地區的地下水卻在瘋狂消耗。印度北部的恒河平原是全球地下水超采最嚴重的地區之一。GRACE衛星數據顯示，從2002年到2020年，該地區地下水儲量減少了約1.4萬億噸，相當于每年倒掉一整個貝加爾湖的十分之一。這些水被抽上來灌溉農田，蒸發進入大氣，最終以降雨形式落到別處，可能是孟加拉灣，也可能是喜馬拉雅山脈。

中國的情況同樣不樂觀。華北平原是我國糧食主產區，也是地下水超采重災區。中國地質調查局的數據顯示，華北平原深層地下水位自1960年代以來累計下降超過40米，部分地區超過100米。與此同時，南方的洪澇災害頻率在增加。2021年河南鄭州"7·20"特大暴雨，一小時降雨量達到201.9毫米，打破中國大陸小時降雨紀錄。

這就是水的"搬家"效應：它沒有從地球上消失，但它換了地方住。原本該在冰川里的水去了海洋，原本在地下的水跑到了大氣里，原本均勻分布的降雨變得極端化。總量不變，但分布亂了套。

科學家管這叫"水文循環加速"。隨著全球變暖，更多的水蒸發進入大氣，大氣能"容納"更多水汽（溫度每升高1℃，大氣水汽容量增加約7%），然后以更猛烈的暴雨形式釋放出來。結果就是，干旱的地方更干，洪澇的地方更澇。聯合國2023年發布的報告估計，到2050年，全球將有超過50億人面臨每年至少一個月的水資源短缺。

地球會不會變成"干球"？

既然水會逃逸，那地球會不會有一天變成像火星那樣的荒漠行星？

火星的確是前車之鑒。幾十億年前，火星表面可能也有河流和海洋，但由于它的質量只有地球的10.7%，引力太弱，無法長期留住大氣和水。太陽風把它的大氣剝蝕殆盡，液態水要么蒸發逃逸，要么凍結在極地冰蓋和地下。今天的火星表面大氣壓力只有地球的0.6%，液態水根本無法存在。

地球會不會走上同樣的路？從目前的物理機制看，短期內不會。地球質量是火星的9.3倍，引力足夠強，能牢牢抓住大部分氣體和水分子。而且地球有一道火星沒有的護盾——磁場。地核里的液態鐵對流產生的地磁場，像一把隱形的傘，把太陽風偏轉開來，保護大氣層不被吹散。

但"短期內"是多短？如果把視野拉長到10億年以上，情況就不太妙了。太陽每過10億年，亮度會增加約10%。10億年后，太陽輻射增強到一定程度，會導致地球表面溫度大幅升高，海洋蒸發加劇，水蒸氣進入高層大氣后被紫外線分解，氫原子逃逸速度大大加快。這個過程叫"濕潤溫室效應"，可能在10到20億年內讓地球失去全部海洋。

不過這已經是極其遙遠的未來了。在那之前，人類有更緊迫的問題要操心，不是水會不會從地球消失，而是怎么保護好地球上的水資源！