2014年6月份，美國新墨西哥大學和西北大學的研究人員，在知名期刊《科學》（Science）發表了研究成果，全地球地表下方幾百公里深處，可能有「隱藏的海洋」，水量相當於地表海洋總水量的3倍。這項發現，有機會解答：「地球的水從哪裡來？」這個大哉問。請聽今天的科學三分鐘，主題是：地底下的另類海洋。

地球的水從哪裡來呢？
從天上來？還是從地底下來呢？

無論您猜哪一個答案，都不奇怪，因為科學家也提過這兩種學說。

本集單元科學顧問，中研院地科所特聘研究員趙丰教授，為我們整合了相關的知識與觀念。其實在地球的地表海洋，有超過13億立方公里的水。這麼多水是從哪來的呢？有人可能覺得這個問題不必問，但科學家卻不能不問，為什麼呢？您一定聽過水就是H₂O，是兩個氫原子跟一個氧原子組成的。地球上的氧很充足，但是對於地球的重力而言，氫實在是太輕了，很容易飄散到宇宙中，因此地球大氣裡的氫含量非常稀少。那麼，怎麼可能有這麼多水呢？

原因可能有三種：

第一、在地球生成的早期，地表上的氫元素比現在多很多，在漫長的時間裡，這些氫雖然跑掉不少，也會持續跟氧結合，足以變成像現在這麼多的水。

第二、水是從天上來的，比方我們觀察到慧星含有冰，可能撞擊地球帶來很多水。

第三、從地底下來的，也就是我們以下要解釋的新發現。

地底下有水嗎？想了解地底下的物質，一個方法是直接鑽探，但是成本很高，要鑽十幾公里深都很困難，想挖幾百公里深，目前還辦不到。科學家採行的辦法，是分析地震波。

科學家相信上部地函，就是地殼以下的區域，主要由橄欖石組成。越往深處，尤其是大約410到660公里深的地方－稱為上下地函的「過渡帶」－在這裡，橄欖石在高溫高壓下，會變成瓦茲利石以及林伍德石，其中很可能含有水份。所以我們說，在地底下存在一個「另類」的海洋，因為在那裡的水，不是液態水、水蒸氣或冰，而是以水分子的形式存在於岩石晶體中。

因為地震波遇到岩石若含有水份，速度會稍有不同，而在地下660公里處，科學家就偵測到這個現象，表示當地的岩石可能含有水份。於是科學家在實驗室裡合成「林伍德石」，再模擬地下660公里處的溫度和壓力，發現它果然像出汗一樣滲出水來，印證了原先的假設。由此可以推斷，上下地函「過渡帶」的大量岩石中，都可能含有水。

還有一個證據，去年加拿大亞伯達大學的科學家，研究來自地底410到660公里深處的鑽石，發現裡面包了一塊林伍德石，也證明它含有1.5%的水。這項結果，發表在今年三月的《自然》期刊。如果以上假設都正確，綜合估計，地函中現有的水，可能是地表海洋總水量的3倍。

今天的科學關鍵字，就是

林伍德石　Ringwoodite

水從哪裡來？您可以透過關鍵字，進一步查詢或做延伸閱讀。

【本單元由科技部補助製播】2014-07-06 16:55:00播出