地球的海洋是從哪裡來的？美國亞利桑那州立大學地球與空間探索學院（SESE）和分子科學學院的Peter Buseck教授領導的研究小組找到了答案。SESE天體物理學教授Steven Desch說：「彗星含有大量的冰，可能是一些水的來源。此外，小行星也是一個來源。但是還有一種解釋：水源來自太陽系形成時期。因為水是氫加上氧，而氧氣是豐富的，所以任何氫的來源都可能成為地球水的來源。」氫氣是太陽星雲中的主要成分，如果星雲中豐富的氫氣能夠和地球的岩石物質結合，那麼這可能是地球全球海洋的最終起源。該研究近期發表在《地球物理學研究雜誌》。
為了區分水的來源，科學家們轉向同位素化學標記法，測量兩種氫的比例。氫原子同位素被稱為「重氫」或氘，其符號為D，它的原子核由一顆質子和一顆中子組成，在大自然的含量約為一般氫的7000分之一。D原子數與普通H原子數的比值稱為D/H比，它是氫氣來源的指標。例如，小行星水的D/H約為百萬分之140（ppm），而彗星水的D/H則更高，從150ppm到300ppm不等。
科學家們知道，地球表面有一個全球性的海洋，還有大約兩個以上海洋容量的水溶解在地幔岩石中。該水具有約150 ppm的D/H比，正好與小行星來源的水相一致。而彗星由於較高的D/H值不可能是水的主要來源；太陽星雲中氫氣的D/H值只有21ppm，也不是地球水的來源。但是，吳的團隊認為其它因素和過程已經改變了地球氫的D/H比值。吳說：「這意味著我們不應該忽視已經溶解的太陽星雲氣體。」
研究該問題和關鍵在於將物理和地球化學結合起來的過程，研究小組發現，這一過程在使地幔中氘的相對含量提高的同時，也濃縮了地核中的氫。當太陽的行星開始形成，並經行星胚胎的融合進一步「發育」時，這個過程就已經開始了。這些月球到火星大小的物體在早期的太陽系中生長非常迅速，碰撞和吸積來自太陽星雲的物質。在行星胚胎中，衰變的放射性元素熔化鐵，攫取氫並沈沒形成核心。最大的胚胎經歷了碰撞，熔化了它的整個表面，形成了科學家口中的岩漿海洋。岩漿中的鐵水會從原始星雲中攫取氫，鐵攜帶著這些氫以及其它來源的氫進入行星胚胎的地幔。最終氫開始集中在行星胚胎的核心。
另一個重要的過程在鐵水和氫氣之間進行。D原子不像H原子那樣喜歡鐵，因此在熔融鐵中造成H的輕微富集，在岩漿中留下相對較多的D。在這種方式下，岩芯內的D/H比逐漸發展得比岩漿海冷卻後形成的矽酸鹽地幔的更低。隨後進入第二階段，行星胚胎碰撞合併成為原地球。重新在表面形成了岩漿海洋，殘留的鐵和氫可能會重複經歷與第一階段類似的過程，從而完成將兩種元素輸送到原地球核心的過程。
吳教授補充道：「除了行星胚胎捕獲的氫氣之外，我們預計它們還捕獲了早期太陽星雲中的一些碳、氮和稀有氣體。這應該在最深的岩石化學中留下一些同位素痕跡。」研究小組對這一過程進行了建模，並根據地幔岩石的樣本進行了預測，這些岩石在今天的地球表面十分罕見。
Desch說：「我們計算了原地球地幔岩石中的溶解氫最終會達到原地球核心的含量。然後把這個結果與地球深部地幔樣品的D/H比值進行了比較。」這讓他們可以設定地核和地幔中氫含量的上限。「最終的結果是，地球可能由相當於全球七到八個海洋的氫氣組成。其中大部分來源於小行星。但有十分之一的氫來自於太陽星雲氣體。」此外，吳教授也表示如果把儲存在多個地方的氫氣量加起來，地幔中的水相當於兩個全球海洋，地核相當於四到五個海洋，當然還有一個真正的海洋位於地表。
研究小組說，這項新發現完全符合當前太陽和行星形成的理論，也適用於太陽系以外的可居住行星。天文學家已經發現了3800多顆圍繞其它恆星運行的行星，其中許多看起來像岩石體，與地球沒有太大的不同。
許多距離水源豐富的小行星區域較遠的系外行星仍然可以像地球那樣從它們自己的恆星星雲中收集氫氣。研究小組得出結論：「我們的結果表明在太陽系外足夠大的岩石行星上形成水是很有可能的。」
