來自星星的水

水資源真的會(huì)越來越貧乏嗎？從某個(gè)角度來看，答案是永遠(yuǎn)不會(huì)。美國(guó)作家查爾斯·費(fèi)什曼在《大水荒：水資源大戰(zhàn)與動(dòng)蕩未來》一書中告訴我們：水只會(huì)在人們習(xí)慣找到它的地方慢慢消失，仍然會(huì)有大量的水存在于地幔中，而地球上的水幾乎都來自于外太空。

你也許不知道，從你家的水龍頭里流出的水極有可能已存在了43億年。盡管這個(gè)說法仍有爭(zhēng)議，但我們現(xiàn)在所擁有的水的確早已存在，并會(huì)永遠(yuǎn)存在下去。這些水不僅來自太空，也形成于太空。實(shí)際上，水本身就是宇宙的“體液”，比太陽系的形成還早數(shù)億年，甚至數(shù)十億年。

加里·梅爾尼克是美國(guó)哈佛大學(xué)天體物理學(xué)中心的資深天體物理學(xué)家，他也是1997年通過歐洲航天局設(shè)計(jì)的紅外線太空天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)大規(guī)模“星際水源”的團(tuán)隊(duì)成員之一。多年來，他一直用軌道望遠(yuǎn)鏡研究星體的形成和太空水。

梅爾尼克發(fā)現(xiàn)，獵戶座“寶劍”上有一個(gè)亮閃閃的點(diǎn)，它是一個(gè)巨大、明亮、由氣體和塵霧形成的云團(tuán)，即“獵戶座分子云團(tuán)”。氫氣就在這種云團(tuán)里凝結(jié)，形成新的星體。這些星體結(jié)合或分解時(shí)會(huì)發(fā)出沖擊波，當(dāng)沖擊波穿過含有游離態(tài)的氫和氧的氣體云使氫原子和氧原子結(jié)合時(shí)，通常就會(huì)形成水。

據(jù)科學(xué)家觀察，那里“每24分鐘產(chǎn)生的水，足以填滿地球上所有的海洋”。因此可以說，懸掛在獵戶座腰部的“寶劍”其實(shí)就像一個(gè)造水廠，一直在源源不斷地造水，每天制造的水量甚至是地球所需的60倍，規(guī)模之大令人難以置信。而這片區(qū)域不過是銀河系中一塊不起眼的“沼澤”而已。

大多數(shù)地球上的水其實(shí)并不以我們所熟知的冰、水、氣三種形式存在，還有另外一種存在形式——封存在巖石中。

巖石像一個(gè)巨大的水庫，它的含水量至少與地球上所有河流、海洋和冰川中的水量加起來一樣多，卻一直被深埋在人類腳下410千米處。

這種奇特的“第四種形態(tài)”的水有可能就隱匿在你家的廚房中。如果你家的綠石灶臺(tái)是用蛇紋石做成的，假設(shè)一塊蛇紋石的鍋臺(tái)面板重約90公斤，在這塊石頭中，就有約10公斤的水。這種融合并不像把雞蛋攪在稀面糊中那樣，而是水融進(jìn)礦石的每個(gè)分子中，即裹在構(gòu)成蛇紋石的鎂、硅和氧原子的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中。

幾乎地下410千米深處的巖石大都以這種方式融進(jìn)了水——410千米厚的巖石疊加在一起所產(chǎn)生的重力，以及在約1093.33℃高溫加熱的共同作用下，一個(gè)氫原子會(huì)離開水分子，留下一個(gè)羥基，而這個(gè)氫原子會(huì)融入礦石分子。科學(xué)家把這種融入水的巖石稱為“水合礦物質(zhì)”（即“水巖”）。

約瑟夫·史密斯是美國(guó)科羅拉多大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家，致力于研究深層水的動(dòng)力學(xué)及其重要意義，也是該領(lǐng)域的先驅(qū)之一。他認(rèn)為，地幔深處巖石中的水是從海洋中而來，而地球表面的水又來自于地幔深處的深層水。

深層水又如何回到地球表面呢？“大部分深層水通過火山返回地面，當(dāng)安第斯山脈的火山或圣海倫火山噴發(fā)時(shí)，形成那些鋪天蓋地的火山云的主要物質(zhì)其實(shí)仍是水，里面夾雜著火山灰。”通常，火山噴出的火山云70%都是水，甚至更多。史密斯說，“事實(shí)上，正是巖漿里的水引起了火山噴發(fā)。”

地幔中到底儲(chǔ)存了多少水仍是個(gè)謎，科學(xué)家一直在苦苦探索。迄今為止，人類在地球表面所鉆的孔最深的有12千米，由前蘇聯(lián)人耗時(shí)24年、斥資1億美元才得以完成。截至2008年，世界上最深的礦井，即人類實(shí)際探索地球內(nèi)部的最深處，也只有3.9千米深。這兩個(gè)深度就像“手指甲在地球表面的抓痕”，離地球真正的“內(nèi)部”仍遙不可及。

但科學(xué)家們肯定，地球內(nèi)部深層水區(qū)的反應(yīng)約發(fā)生在410千米深處。所有的研究均通過聲波和地震學(xué)以及模擬地球410千米深處的強(qiáng)壓和高溫進(jìn)行。但模擬強(qiáng)壓和高溫的代價(jià)極大，要?jiǎng)佑靡患軆蓪訕歉叩囊簤簷C(jī)。即使地幔中有相當(dāng)于四五個(gè)海洋總水量的深層水，抽取它卻不像勘探油田和天然氣田那樣容易。因?yàn)槿祟惛静豢赡苤苯尤樱挥谜f抽取它來進(jìn)行灌溉。

然而史密斯認(rèn)為，這種鎖在礦石中的第四種形態(tài)的水，或許是地球上最初的水源。也就是說，水仍然首先是在太空中形成，然后通過隕石的隕落來到了地球。當(dāng)然，還有一種說法認(rèn)為地球上的水也可能由早期火山活動(dòng)而來。

不論怎樣，地球深處的水巖對(duì)地球地質(zhì)構(gòu)造極其重要。這種水降低了礦石的黏度，使其產(chǎn)生柔韌性，也使大陸板塊能移動(dòng)或重疊，而移動(dòng)的板塊造就了地球上的大部分地貌。