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    若把宇宙中元素的豐度與H₂（氣）＝2O（氣）?2OH（氣）或H₂（氣）＋O（氣）?H₂O（氣）等化學反應的自由能變化組合起來考慮，則在宇宙空間，氧如果與其它元素構(gòu)成某種結(jié)合的話，其構(gòu)成OH或H2O這些化學形式的可能性最大。據(jù)戈德堡（1960）的資料可知，太陽主要以Or的光譜占優(yōu)勢，而在最表面的的薄層上有OH存在。

    但在低溫的宇宙空間，氧與與氫結(jié)合最顯著。最近特別在引人注目的紅外線星（被評為最初生成的星）上，雷蒙德等（E．Raimond和B．Eliasson，1967）看出由OH構(gòu)成的光譜。進而切昂格等（A．C．Cheung等，1969）和諾爾斯等（S．H．Knowles等，1969）敘述了銀河系中H2O或者OH的存在，并經(jīng)常伴隨物質(zhì)的定域化和發(fā)熱而出現(xiàn)。換言之，有證據(jù)證明H₂O或者OH從恒星生成的初期就一直存在著。
    不難想像，行星在太陽系中生成的時候，水是重要的成分之一。但是人們卻沿襲下來一種想法，即認為在包括太陽在內(nèi)的太陽系物體的形成方面，一種種最近乎情理的設想，是把以氫氣及硅酸鹽為主體的微粒子作為起始物質(zhì)。雖然還有的人，諸如福勒等（W．A．Fowler等，1961）把冰粒子看作是行星物質(zhì)的起始物質(zhì)，但是更多的人未予重視水對行星形成所起的作用。
    在討論地球上大氣和海洋的進化時，盡管在地球這一物質(zhì)體系中，水的動態(tài)隨時間變化的情況，的確是個應予考慮的問題，但不得不在欠缺有關水的初期含量和存在狀態(tài)知識的情況下進行論述。
    關于地球的整個化學組成，基基于隕石性物質(zhì)的化學知識建立模式，并據(jù)此正在繼續(xù)努力推測其化學組成。盡管如此，就揮發(fā)性物質(zhì)來說，由于如下三個理由，致使不能以隕石性物質(zhì)直接用來代替地球物質(zhì)。這三點理由是：（i）隕石通過大氣時，揮發(fā)性物質(zhì)有失去的可能性，或其落地后，可能與地球上的揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)生相互作用；（ii）由于隕石的種類不同，其揮發(fā)發(fā)性物質(zhì)的存在量有大幅度的變化；（iii）地球經(jīng)歷了較長的歷史時期，揮發(fā)性物質(zhì)的一部分有可能失散到重力圈之外等等。測定或推測行星系物體中含水量的例子，匯總于表3．1中。

表3.1  太陽陽系物體的含水量

*  地球整體的推測值，參考“地球內(nèi)部水的存在狀態(tài)”。

**  根據(jù) Venera V字宙火箭（1969）的探測結(jié)果。

***  根據(jù)Science，165，893（1969）資料。
****  根據(jù)Science，167，538（1970），但這種水，重氫含量低，或許是起源于太陽風。

    由表可看出，含有大量有機物的碳質(zhì)球粒隕石含水量極高。這種隕石中的水主要以含水礦物（如綠泥石或石膏）的形式存在，另外據(jù)博托托（G．Boato，1954）對某些碳質(zhì)球粒隕石類型1（例如 Orgueil*和 Ivuna**）中水的重氫豐度的測定，得到比地球上任何物質(zhì)都高得多的值，所以可設想，在這種隕石中含有地球以外（其它星球）物質(zhì)的水。普通球粒隕石中的水以何種形態(tài)存在，尚不十分清楚楚。再有，該表所列隕石中水的分析值，僅只是對目擊落下的新鮮隕石樣品測得的。盡管如此，隕石經(jīng)大氣降落時，由于發(fā)熱還是有失水的可能性，但是降落中生成的熔融表皮，還能相當出色地起到保存隕石內(nèi)部氣體分布狀態(tài)的作用，這可由如圖3.1He³的萃取實驗（E.L.Fireman，1958）得知。關于其保存水的情況，與保存氣體的情況無甚差異。就是說，可以認為隕石降落時水保持得很好，另一方面，也有人指出，隕石降落后恐怕地球上的水也要混入一些（B.Mason，1962）。

*  Montauban的Orgueil隕石，是1864年5月14日20點在法國Jarn-et-Garoknel附近降落的20個隕石的總稱。每顆都約如拳大，共重12公斤。屬碳質(zhì)球粒隕石。——譯者注

**  Ivuna隕石，是1938年12月16日17點30分降落于非洲坦桑尼亞Rukwa湖西岸Ivune附近的2-3顆隕石的總稱。其中之一重可達704克。屬炭質(zhì)球粒隕石。——譯者注
    表3．1中所列的地球含水量值，是將僅含于地殼中的水，除以整個地球質(zhì)量而得到的商，可以說該值為地球含水量的下限。假設地球與普通球粒隕石的單位含水量相同，那么這就等于說8倍于現(xiàn)在地殼中水的量，在地殼以下存在著，即整個地球水量的1／9曾一度到過地表。這個問題擬在下節(jié)詳述，本章欲將地球與被認為是其兄弟行星—金星的水的情況作一比較。在1967年Venera IV號（蘇聯(lián)）、Mariner V號（美國）和1969年Venera V，Ⅵ號的探測結(jié)果，加速提高了人們對金星大氣的認識。表3.2中列有金星大氣與地球大氣的數(shù)據(jù)。該數(shù)值是以質(zhì)量形式表現(xiàn)這兩個星球的大氣中化學形式的總量，是將其大氣總量分別除以地球、金星質(zhì)量所得的商，也就是說，表中數(shù)值表示它們的氣體含量。
    對地球而言，其含水量采用表3．1所列的值，而其二氧化碳量，則由地殼中碳酸鹽推測，假定在地殼中固定的碳酸曾一度全部以CO2的形式存在于大氣中計算而得。

表3.2  金星與地球氣體含量的比較

    如果把 Venera IV號對金星測得的值與地球的值作一比較就會發(fā)現(xiàn)，除含水量以外，其它氣體含量兩者驚人地類似。但如果與更新的 Venera V號測得值相比，就能看出金星比地球更富含揮發(fā)性物質(zhì)（水除外）。與此相反，大概還有相反的意見，認為地球含有與金星大致相等的揮發(fā)性物質(zhì)，但其大部分停留在地球內(nèi)部。但這種相反的意見，是難以成立的。

    表3．3中列出了地球與金星的各種要素。

    從表3．3中可看出，這兩個緊鄰行星的大小和密度等極為相似。而且很自然，認為它們進化的模式大概也是很相似的。從密度相似來推測，金金星或許存在著液體核。金星磁場之所以比地球磁場為弱，這或許歸結(jié)于金星自轉(zhuǎn)速度慢的緣故。僅就存在于兩星體表面的揮發(fā)性物質(zhì)來看，表3．2中兩個星球的CO₂／N₂比值雖稍近似，但因在金星表面有海水的存在是完全絕望的，所以與地球相比，只有設想金星大概是由缺乏水的物質(zhì)材料構(gòu)成的。對金星來說，還找不出令人置信的僅只水難以出現(xiàn)在表面的特別理由。如果這種現(xiàn)象是由于金星的含水礦物穩(wěn)定，致使水難以來到金星表面，那么與同屬于揮發(fā)性組份的的CO₂，N₂的情況相比，為什么兩星球的CO₂，N₂含量相近，而水相差如此懸殊？這一點也想在“地球的形成與水”中再詳細論述。

表3.3  金星與地球諸要素的比較

    據(jù)說在距太陽最近的行星一一水星（密度為5．31）上，沒有可資檢驗出來的大氣（T．C．Owen，1968）。另一方面，在比地球離太陽還遠的火星表面上出現(xiàn)的水比地球少（見表3．1）。按尤里（H．C．Urey，1952）資料，把火星的密度換算為1大氣壓下的值為3.74，比普通球粒隕石的密度3.2-3.6稍大，由此尤里估計火星的金屬相含量為15％（普通球粒隕石為14％）^1）。如果將火星的密度較地球的密度為小這一現(xiàn)象，歸因于火星的組成材料物質(zhì)還原程度較差之故，那么也許火星的水還大部分被保存在其內(nèi)部。此點，也將在后面論述。
    那么，被認為在距太陽比火星更遠在小行星群位置上是其誕生場所的球粒隕石^2）（除碳質(zhì)球粒隕石之外）明顯地有整體熔融的證據(jù)，平均含有0．2％以上的水（見表3．1）。按極為粗淺的想法，若認為碳質(zhì)球粒隕石（含水量20％）由還原反應失去氧同時也失去水而產(chǎn)生普通球粒隕石的話，那么這就是說，這種變化結(jié)果，使普通球粒隕石保持的含水量，約為碳質(zhì)球粒隕石的1％。假如，地球也是由碳質(zhì)球粒隕石那樣原料物質(zhì)的還原而供給其原始物質(zhì)的，則地球金屬相含量為31％，其與金屬相含量為14％的球粒隕石相比，可以認為地球的還原程度很深，所以推測原始地球水的保持率，遠遠低于原料物質(zhì)的1％。如果取其保持率為0．1％，則原始地球的含水量為2×10^-2％，與表3.1所列的來到地表的水量大致相同。即好像原始地球的水幾乎全部都來到了地表。本來這種論述是以假設條件為基礎的，如不舉出更多的證據(jù)也就沒有說服力。在接下來的文章中會試舉一些例證。

1）修正了尤里的值。如對火星半徑采取不同的測定值，而1大氣壓下的密度為4．02，也可以估計出金屬相為21％。
2）雖然球粒隕石的元素組成（氧除外）比較一定，但其氧化還原狀態(tài)有顯著的差異，按阿諾德（ Arnold，1964），可以認為整個隕石的10％到水星軌道附近靠近太陽，約30％到金星軌道附近靠近太陽。因而我們由此可推出，各種隕石的形成過程由于與原始太陽的距離不同而異。在這一點上屬于最還原的一種類型頑火輝石球粒隕石，可以看作是在距太陽最近的位置上形成隕石的一種。在這種隕石中有很多揮發(fā)性物質(zhì)，這是值得注意的。