作者 | 唐凤
地球是太阳系中唯一表面存在液态水的行星。
这是一个重要特征，因为水在生命的出现和发展中扮演了重要角色。
但这些水是从哪里来的，地球的水含量有多少？
事实上，地球的组成部分应该是干燥的，因为它们来自太阳系内部，在行星形成过程中，那里的温度太高，导致水无法凝结并与其他固体一起积聚。
人们通常认为，水是在地球形成的最后阶段，由彗星或太阳系外形成的水合小行星运送到地球的。
近日，法国南茜岩石地质研究中心的研究人员确定了一系列球粒陨石的水浓度和成分，并认为地球上的水可能起源于顽火辉石球粒陨石等物质释放的氢，这表明地球形成之初就拥有足够的形成水的基础元素。
相关论文刊登于《科学》。
“水的存在一直是个谜。地球的组成部分，以及构成岩石行星和一些小行星的太阳系内部物质被认为是完全干燥的。”
论文通讯作者Laurette Piani告诉《中国科学报》，“我们研究的顽火辉石被认为是与地球构成部分最相似的物质之一，它确实含有足够的氢，足以提供至少3倍于地球海洋总水量的水，甚至可能更多。”
水自天上来
“对很多人而言，地球上为什么有水似乎是一个微不足道的问题。”
未参与相关研究的美国宇航局约翰逊航天中心的Anne H. Peslier在同期《科学》刊登的评论文章中写道，“然而，这种生命关键成分的起源一直是一个长期争论的话题。”
实际上，太阳系十分“湿润”。除了地球，科学家在月球、火星、水星、彗星和大行星的冰冷卫星上也发现了水的痕迹。但水是从哪里来的呢？
水已知是在星际介质——行星系统合并的地方形成的。
但是，当新形成的太阳开始释放热和光时，水会被摧毁吗？还是那些原始的水在恒星形成后仍然存在，直至今天？
之前，一个研究太阳系水起源的研究小组认为，水有一半是在太阳诞生之前形成的，也就是说，水是在尘埃和气体云中形成的，而尘埃和气体云是太阳系的始祖。
如果水能在这样的云中大量形成，那么它可能无处不在。
研究人员把重点放在了氘上。
氘是氢的一种重形态，与普通的氢一起在宇宙大爆炸中产生。
科学家得出结论，当水形成时，产生富含氘的“重水”的反应比产生正常水的反应略快，因此水中氘的比例增加了。
研究小组估计，地球上大约50%的水可能在45亿年前太阳诞生之前就已经存在了。
这对其他行星系统来说是个好消息。
在整个空间中，星际介质的条件要比原行星盘均匀得多，所以很可能到处都有水，进而等待着行星的形成。
相关论文2014年刊登于《科学》。
“多年来，我们一直在争论冰是否有星际遗产。”
美国宇航局喷气推进实验室天体物理学家Karen Willacy说，但“各种结果并不总是一致的。新的研究采用了一种更简单的方法，利用了人们已经很好理解的化学原理”。
地球是个例外
早期的行星形成模型预测，年轻太阳附近的星云气体由于太热而不能形成冰。
因此，作为水蒸气的水不可能轻易地被包含在水星、金星、地球和火星等内存岩石行星中。
只有太阳系外侧的行星，如木星，含有丰富的水冰和其他挥发物，因为它们形成于“雪线”之外。
“雪线”是在太阳星云中水蒸气和水冰之间的假想边界。这些行星诞生时距离太阳足够远，因此很容易吸收冰。
但地球是个例外。
这颗蓝色星球不仅在海洋和大气中蕴藏着水，而且在其内部深处的岩石中也锁着相当于几个大洋的水。为何同是“太阳之子”，行星间的差异却如此之大？
要找到答案，研究人员就需要借助太阳系初期形成的特殊陨石。
顽火辉石球粒陨石也被学术界称为“E型球粒陨石”，被认为是原始太阳系星云凝聚产生的物质。
研究人员认为顽火辉石并没有被整合和化学修饰成行星一部分，其与地球上的岩石具有相似的同位素组成。
科学家认为，顽火辉石球粒陨石很可能参与了地球的形成，是聚集并最终形成行星的物质类型的最佳代表。
石头湿润了这里
于是，Piani团队利用传统的质谱和二次离子质谱分析技术，测量了13个顽火辉石球粒陨石中的氢含量以及同位素氘氢含量之比，发现顽火辉石球粒陨石的氢含量远大于此前设想，而其氘氢含量之比则接近于地幔水平。
结合宇宙化学模型分析，研究人员认为，地球上的水可能起源于顽火辉石球粒陨石向地壳和地幔中释放的氢。
而参与地球形成的顽火辉石球粒陨石中氢含量很高，使其释放的氢足以形成至少3倍的地球海水。
“这样看来，地球可能是由一种既含有足够的水，又具有恰当同位素组成的物质形成的，这些物质可以解释今天几乎所有的水的来源。”Piani说。
此外，大气中大量的氮（地球大气中最丰富的成分）也可能来自顽火辉石球粒陨石。
因此，地球可能一直是潮湿的，这对生命的发展至关重要。
前不久，发表于《自然—地球科学》的一项研究也表明，地球可能在其演化早期从富含氢的太阳星云中获得了大量的水。
科学家发现，在地核—地幔分异和地核—地幔边界条件下，水的亲铁性随温度升高而减弱；然而，在岩芯形成条件下，对于还原和氧化反应，水总是强烈地分割到铁液中。
研究人员认为，地核可能扮演了一个大型水库的角色，包含了地球上的大部分水。早期地球的氢有3/4以上可能进入了地核。
“如果水从一开始就是地球的组成部分，那么就不需要用太阳系外的物质来解释地球上大部分水的来源了。因此，它可以对人们理解早期太阳系的动态和过程产生影响。”
Piani说，它还可以在地球的早期进化中发挥作用。
一些研究人员已经提出，氢可以作为矿物质中铁的还原剂并产生水，从而帮助形成岩芯。
Peslier表示，该研究为揭开地球水源谜题带来了一个关键而优雅的元素。“地球上的水可能来自于行星聚集的星云物质。”她说。
相关论文信息：
《中国科学报》 （2020-09-02 第2版 国际）
马里亚纳海沟有一万米深，那一万米深处的水，还是液态的吗？温度是多少？ 还是液态水状态，温度在两度左右。
1960年1月，美国科学家首次乘坐“的里雅斯特"号深海潜水器，首次成功下潜至马里亚纳海沟底进行科学考察。海沟底部高达1100个大气压的巨大水压，对于人类是一个巨大的挑战。深海是一个高压、漆黑和冰冷的世界，通常温度只有2 （极少数海底受地热的影响水温可高达380 ）。 水还是保持液态水状态。
海沟最深处的地方达6~11千米，是已知的海洋最深处，这里水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低，且食物资源匮乏，因此成为地球上环境最恶劣的区域之一。
1957年苏联考察船“维塔兹号”，回波测得11034米（36201英尺）深度，
1951年英国皇家海军挑战者二号首度测量海沟，根据研究最后得出（10863米）的数据。
1960年美国海军“的里雅斯特”号深潜器创造了潜入海沟10916米的世界记录。
2012年3月，美国好莱坞著名导演詹姆斯-卡梅隆独自乘坐潜艇“深海挑战者”号，下潜近11千米，探底西太平洋马里亚纳海沟。这是人类第二次探底马里亚纳海沟，卡梅隆是单枪匹马潜至“地球最深处”的第一人。活动合作方美国国家地理学会说，卡梅隆于约两小时后潜至10929米深处，探底马里亚纳海沟。海沟底部是永恒黑暗，温度只有几摄氏度，水压相当于大约1000个大气压。卡梅隆在洋底探险3小时有余，收集生物和地质样本、拍摄图片和视频。
1984年日本人将高能专业探测航具“拓洋号”送入马里亚纳海沟，测得最大深度为11040.41米（也记录为10920 10米2）。
马里亚纳海沟探测到的最极限数值为10767米。这个数字是由我国自主研发的海斗号无人潜水器于2016年6月22号-8月12号，在马里亚纳海沟开展的 探索 工程。从此之后，中国实现了靠近万米深海的禁区记录。
1995年3月24日，日本，“海沟”号机器人被12000米长的一次缆缓缓放向海底，母船操作室内的17个监视器显示出潜水器发回的图象资料。经过三个半小时的“行进”，“海沟”号到达查林杰海渊底部，这时测深表显示的水深值是10903.3米，修正水深为10911.4米。修正水深是根据水压测定的值，通过含盐量、水温资料修正后的深度。“海沟”号创造了新的世界潜深纪录，比原有纪录深了15米。此后，“海沟”号还进行了试样采集及拍摄等考察活动，人们从它传回的图像中看到：茶色的海底泥土上，有一些白色的像海参一样的生物在蠕动，旁边还游动着数条小鱼。此前确认有鱼的最深处是8370米。
马里亚纳海沟是板块俯冲地带，海底地质运动非常活跃，海山火山岩的物质组成及成因等是海洋地质科学家感兴趣的问题。
马里亚纳海沟位于西太平洋的马里亚纳群岛附近。和新不列颠等海沟相邻。全长达2550千米。最深处能达到11000千米。这里堪称是生命绝境之地。只因为这里全年没被阳光照射到。海底一片漆黑，又因为海洋的压强远远大过了地面压强，人类若是没有着任何防护设施，贸然的进入到深海底。将只有死路一条，即便没有遭遇到深海压强，也会面对有攻击性的巨型生物的袭击。马里亚纳海沟形成于六千万年之前。一直是无人踏足的地区，但随着现代文明的提升，科学家们已经开始打造出潜水艇，不断地深入到海洋底部。2014年12月，科学家就在马里亚纳海沟8145米处打捞到了一种鱼。这是人类 历史 上发现到的海底最深处存在的一种生物，这是此前从未有过的收获，科学家们异常的惊喜，毕竟海洋压强是地面压强的千百倍以上。在如此深的海底，竟然还有生命存活，但是再往下继续 探索 下去，难度又成倍的增加了。
科学家对此也进行了研究，表示并不会出现固体，虽然马里亚纳海沟的深处是高压低温的环境，但是水会以超临界水的形式存在，这种状态的水深藏在马里亚纳海沟当中，不为我们所知，这种状态的水还是有点神奇的，因为超临界水的液态和气体没有区别，它们完全交融在一起，呈现高温高压下的流体状态。
加州斯克里普斯海洋研究所和美国国家地理学会的科学家们通力合作，向西太平洋马里亚纳海沟的底部释放一台无缆绳自动深海着陆器，它装备了数码摄像机以及光源，对这片我们几乎一无所知的深邃海底进行了一次探险考察。马里亚纳海沟最深处11034米，是地球大洋海底的最深处。考察小组首次在此确认了一种名为“xenophyophore”(巨型阿米巴虫)的单细胞生物的最深生存深度纪录。这种生物仅生存于深海环境中。
2012年，美国导演詹姆斯·卡梅隆独自驾驶载人潜水器到达马里亚纳海沟底部；今年5月，美国探险家维克托·韦斯科沃在马里亚纳海沟打破人类最深潜水纪录，下潜深度10928米。
中国载人潜水器“蛟龙”号于2012年在马里亚纳海沟创造了作业类潜水器世界最大下潜深度7062米。中国科考船“ 探索 一号”也多次在马里亚纳海沟进行深渊科学考察。
马里亚纳海沟虽然是地球最深处，但有研究显示，人类污染已经蔓延至此。中国科学院海洋研究所等单位科研人员在一项合作研究中发现，来自马里亚纳海沟的钩虾体内有人类核爆碳14信号，而维克托·韦斯科沃在马里亚纳海沟发现了塑料。
美国：目前人类曾多次下潜斐查兹深渊（也就是马里亚纳海沟），最著名的一次是奥斯卡著名导演詹姆斯-卡梅隆独自乘坐潜艇“深海挑战者”号，下潜至10929米。
日本：除了美国外，日本的深潜器下潜深度也要超过我国。据了解，1995年日本海沟号（无人潜水器）在马里亚纳海沟进行了水深达10970米的潜航，它也因此成为世界下潜最深的潜水器。
“的里雅斯特”潜水器是1951年，由皮卡德和他儿子造出的，它长15.1米，宽3.5米，可载三人，1953年9月在地中海成功下潜到3150米。1955年，该潜水器卖给美国，同时皮卡德和他儿子为美国建造新型“的里雅斯特”号。
新的潜水器于1958年建成，首次试潜就达到5600米，第二年达到7315米（也是世界上第一个潜水超7000的载人潜水器）；1960年1月，“的里雅斯特”号首次潜入世界上最深的深渊——马里亚纳海沟，下潜深度10916米，它也因此成为世界深潜器排名第一位。
中国也有载人潜水器，它叫“蛟龙号载人深潜器”，于2002年建造，在2012年6月24日成功下潜至7020米，这也意味着中国的深海载人潜水器成为世界上第2个下潜到7000米以下的国家！有趣的是，因为下潜太深，可能遇到巨型生物，所以有了“蛟龙号吓死人”的传闻。
世界深潜器排名中，第三位就是日本的“深海6500潜水器”，它于1989年建成，曾下潜到6527米深的海底，创造了载人潜水器深潜的纪录
目前为止，只有中、日、美三国的载人潜水器下潜深度超6500米，法国的“鹦鹉螺”号潜水器是1985年研制成的，它累计下潜了1500多次，下潜深度可达6000米。
俄罗斯的“和平一号”和“和平二号”，在世界深潜器排名第五位，它于1987年建成，最大下潜深度6000米级，可以在水下呆17至20个小时。
中国无人潜水艇
2016年6月22日至8月12日，我国“ 探索 一号”科考船在马里亚纳海沟海域开展了我国海洋 科技 发展史上第一次综合性万米深渊科考活动。我国自主研制的“海斗”号无人潜水器下潜10767米。这次“海斗”号不仅创造了我国水下机器人的最大下潜深度记录，并为我国首次获取了万米以下深渊及全海深剖面的温盐深数据。这是继“蛟龙号”七千米海试成功后我国海洋 科技 又一里程碑，标志着我国的深潜科考开始进入万米时代。从此万米深海不再是我国海洋 科技 界的禁区！
由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器（以下简称“海斗一号”），搭乘“ 探索 一号”科考船载誉归来。“海斗一号”此次在马里亚纳海沟成功完成其首次万米海试与试验性应用任务，取得多项重大突破，填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。这标志着我国无人潜水器技术跨入了一个可覆盖全海深探测与作业的新阶段。
“海斗一号”是由 科技 部“十三五”国家重点研发计划支持，沈阳自动化所联合国内十余家优势单位共同研制的我国首台作业型全海深自主遥控潜水器，是我国海洋技术装备领域的一个里程碑。
今年4月23日，“海斗一号”赴马里亚纳海沟执行深渊科考任务。5月9日至26日， “海斗一号”先后4次万米下潜，最大下潜深度10907米，刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录。在高精度深度探测、机械手作业、近海底工作时间、声学探测与定位、声学通信作用距离及高清视频传输等方面，创造了我国潜水器领域多项第一。
中国是很厉害的，在每个领域都做出优越的贡献和成绩。祝愿我们的国家越来越好，越来越繁荣昌盛！
马里亚纳海沟是已知世界上最深的海洋深处，深度超过11000多米，人类目前有能力载人下潜到这个深度的只有美国一家，其他国家最多是使用无人潜水机器人，活人根本下不到这个深度，有能力搞深海研究的国家不超过十个，我国的深海研究载人潜水最大深度7000多米不到8000米，深海潜水机器人可以下潜到接近11000米。
马里亚纳海沟的地理位置是在日本南边，日本本土刚好在马里亚纳海沟边上不远，与之相邻，日本是一个地震多发的岛国，为什么日本地震多发，其实就是跟日本的地理位置有关，刚好在地壳板块边上，板块活动导致产生地震，而马里亚纳海沟和日本海沟相连紧挨这里，日本的多发地震跟马里亚纳海沟有一定的关系，这个平均深度超过6000米，最深深度超过11000多米的海沟让日本寝食难安。
已知测量的数据来看，一万一千米左右的地方大约拥有1100多个大气压，超出我们地表1000多倍，普通人造设备下去就直接被压成铁饼，但是在已知的条件下，人类在海底8000米左右的地方还发现了有海洋生物存在，这个发现让人类彻底认识到了生命的顽强定义。
海洋深处超过1000米以下阳光的光线就会完全消失，剩下的就是无尽的黑暗和寒冷，距各国调查发现，海洋深处越深的地方海水就会越冷，马里亚纳海沟海沟深处的海水水温大概是2度左右，离形成冰点其实只有一步之遥而已，部分特殊的海底会有冰块的存在，但是那些冰块并不是普通海水，而是一些比较特殊的气体在海底高压低温的环境下形成的固体。
目前在最深的马里亚纳海沟海沟没有发现海底温度和压力能使海水固化结冰的条件，马里亚纳海沟深处仍然是液态的海水，这是水压远远超过浅的地方，而且马里亚纳海沟是地壳运动非常频繁的地区，这个地区还有海底火山活动，所以会有不少的地方水温会达到百度以上的高温。
马里亚纳海沟是世界上最深的海沟，也是目前世界上最神秘的地方之一，人类对海洋的了解是比较小的，在广阔的海洋下面有太多我们未知的东西，人类目前的能力也只能了解海洋的皮毛，都说海洋是生命的摇篮的确没错，8300多米的海底还有一些小型鱼类生存，不得不说在那种环境下能生存的生物就是奇迹。
马里亚纳海沟最深处超过11000米，是世界上已知的最深的海洋最深处。海水和空气不同，这么深的海水，下面的海域压力大的惊人，在最深处，甚至超过了1000个大气压。
而人类不借助设备，一般也就能下潜一百多米，再深入一点，会面临诸多问题，最大的问题就在于身体不能正常供血，造成心脏衰竭、昏厥等情况。那么，在这么深的海水里，如此高的压强下，最深处的水还能以液态的形势存在吗？
化学知识告诉我们，随着气压的升高，水的冰点会有所提升，也就是说，气压高到一定程度后，就算是零上好几度，都可能结冰，所以，在超过1000个大气压的海底，我们有理由相信下面已经结冰。
1960年的时候，科学家们坐了特制的潜水器，终于下潜到了这片海域的最下端，这里的气压高达1100个大气压，但是在下面并没有发现什么冰块。对这一区域的海水测温后，大家发现这里的水温在2度左右。也就是说，起码在这次的 探索 中，我们并没有在这片海域中发现冰块。
如此深的海域，下面处于绝对黑暗的状态，根本没有任何光线能够照下来。所以下面的海水得不到任何的温度补充，几乎永远处于一片冰凉的状态。但是两度的水温，为何能保证海水不结冰呢？按理说，这么高的气压，很可能会结冰了。
韩国的科学家曾经对常温下的水做过实验，在1万倍的气压之下，常温下的水有了结冰的迹象。那么，2度左右的水，确实是有可能结冰的。但是，别说在1960年没发现，在后来的 探索 中，也从未发现下面有冰块的存在。
原来，水在高气压下会结冰，但是像韩国的那个实验，是用纯水测试的，一旦在水里融入一些杂质，结冰温度也会受到改变。我们知道冬天下雪以后会撒盐来融雪，就是因为氯化钠易溶于水，而含盐的水是不能结冰的。
相信大家也知道，海水里面含有大量的盐分，我们吃的盐以前有很多都是从海上晒出来的。所以海水里面含有大量的盐，当然还有其他的金属离子，最终就导致了，即便是气压很高，温度很低，海水都不容易结冰。
这片海沟的形成，和大陆板块撞击有关，而因为这样的撞击，导致在这片海域中不断发生着强烈的火山喷发。
在靠近火山口的地方，因为炽热的岩浆的作用，这里的水域常年处于“烧开”的状态，温度达到可怕的300多度。所以，究竟下面的海水有多少度，这个问题是不好回答的，低的地方有两度左右，高的地方有几百度，那处于这两者之间的海域，显然温度处于一个中间的水平。
当然，我们对海底的探测，甚至还不如对月球的探测来的多，在那些为探测到的区域，究竟有没有冰块，这个谁也说不准。
