水在我们星球上无处不在。要么拍打着海岸，要么敲打着屋顶，要么从水龙头里滴答作响，要么就积聚在你刚刚踩过的那块地方。但是，所有这些水到底是怎么来到这里的呢？
这是行星科学家多年来一直纠结的问题。像地球、火星、金星和水星这样的行星，是在内太阳系的尘埃和高温中形成的干旱天体，后来才被富含冰的彗星送来的水浸透？还是说，更干燥的小行星和它们的碰撞带来了湿润的物质？
“水对我们所知的生命至关重要，它对行星的演化也必不可少。水改变了岩石的行为方式，所以水到达地球的时间点，确实会影响其地质演化，”行星地质学家 Terik Daly 说。“我们早就知道小行星和彗星携带水，这很可能是水来到地球的方式。但这个过程的细节有点像个黑箱。”
计算机模型开始为我们解答这些问题。但模型只能走到这一步。要真正了解这个水的输送系统是如何工作的，你需要亲眼看到它发生。但陨石撞击是出了名的难以预测，所以研究人员决定在 NASA 埃姆斯研究中心的巨型枪的帮助下，自己制造撞击。由 Daly 领导的研究，刚刚发表在本周的《Science Advances》杂志上。
“撞击模型告诉我们，在太阳系中常见的大多数撞击速度下，撞击物会完全脱气，这意味着它们所含的水在撞击的热量中全部蒸发，”该研究的合著者、地球科学家 Pete Schultz 在一份声明中说。“但大自然往往比我们的模型更有趣，这就是为什么我们需要进行实验。”
NASA 在 20 世纪 60 年代建造了 埃姆斯垂直炮弹发射场，以帮助参与阿波罗计划的研究人员了解月球表面的情况。科学家们仍然用它来猛烈碰撞物体，以获得对通常仅通过计算机建模的现象的真实世界的观察。
为了模拟一个富含水的小行星撞击另一个小行星表面，研究小组将不超过 BB 弹大小的岩石颗粒发射到一个薄薄的浮石粉床上。浮石是一种由熔岩快速冷却形成的玻璃，这种粉末状物质可能类似于小行星的表面。他们将浮石在 1500 华氏度（约 815 摄氏度）以上的高温下加热了一个半小时，以烘干其中的水分。
将水输送到这种干燥粉末中的是蛇纹石颗粒，这是一种在地球上发现的矿物，其分子结构中已经含有大量水分——它也存在于一种叫做碳质球粒陨石的陨石中。
垂直炮弹已装弹，超干燥浮石盘已对准下方，然后……砰！一切在一秒钟内结束。
蛇纹石颗粒以超过 11,000 英里/小时（约 17,700 公里/小时）的速度撞击浮石表面，穿过支撑它的薄薄的 mylar 托盘。岩石碎片四处飞溅，撞击足以熔化岩石和浮石的一部分，形成玻璃。而这种玻璃竟然含有水。
与撞击时简单地蒸发不同，一部分水得以保留。一部分水被困在撞击浮石表面时炸开的弹丸碎片中，但大部分水则与熔化的玻璃混合在一起。如果这是一次真实的小行星撞击，这意味着仍将有大量的水被输送到目标上。
这些结果只展示了小行星撞击另一颗小行星的景象，而不是小行星撞击地球或月球等较大天体的景象。要模拟这些撞击需要更强大的设备，但这能告诉我们很多关于这个过程可能在更大的天体上如何运作。
“我们在实验室进行的实验规模很小，而行星和小行星非常巨大。但我们研究实验室里的发现，并努力充分理解它，同时结合我们对大尺度撞击运行方式的了解，利用这些原则来指导我们对实验结果的解读，”Daly 说。
例如，地球科学家知道月球上的撞击速度远高于我们在实验室中模拟的速度。他们也知道，更高速度的撞击会产生更多的熔化物。如果月球上的撞击熔体与实验中的熔体以相同的方式捕获水分，那么实验机制应该在更大的尺度上仍然有效。
理想情况下，Daly 和他的同事希望更仔细地研究太阳系中表面有水痕迹的小行星，看看那里的水分含量是否与他们的实验结果相符。这有助于研究人员理解当今太阳系的一些基本动力学，并为我们的太阳系和地球的形成提供一些见解。
“水的起源、它从何而来以及它如何来到这里，这些问题的全部内容对于理解地球的形成和演化至关重要，从宏观上看，它也是我们今天生活在这里的原因，”Daly 说。
