水與人們的生活和生產密切相關。到目前為止，大多數科學家一直認為，地球上的全部水在地球形成之日就先以蒸氣的形式存在於熾熱的地心中，然後，在地球最初5億年的燃燒過程中，水蒸氣從火山口爆發出來，冷卻而形成河流、湖泊和海洋。他們還認為，地球上的水在緩慢地蒸發，穿越大氣層並散逸到太空中去。可是前不久，美國衣阿華大學一個以天體物理學家弗蘭克為首的著名的研究小組，向這一傳統理論提出了尖銳的挑戰，發表了地球上的水可能來自彗星的新假說。他們認為，地球上的水不是來自地心，而是來自太空，是從地球形成之日起才慢慢地注入地球上來的，且其總體積亦在緩慢地增加。人類現在是、過去也一直是喝著源頭在地球之外的水，並在這樣的水中捕魚、游泳，用這樣的水洗衣、煮飯。弗蘭克等人發現，在太陽系中存在著一個由冰雪球組成的彗星海。彗星海中每一顆彗星的體積並不比一間住房大多少，猶如滄海一粟。因而在太陽系這個大家族中一點也不引人注目，但它們的數量卻多得驚人。自45億年前地球誕生以來，它們就在地球引力的作用下，以20馬赫的速度和每分鐘大約20顆，即每小時1200顆、每天28800顆的數量，成群結隊地向地球衝來，日復一日，從未間斷。當它們到達距地面1400公里～2400公里的高度時，引力作用、太陽輻射和大氣摩擦的撞擊力結合在一起，把它們擊得粉碎，變為細小的冰微粒消散到稀薄的大氣流中去，最終以雨或雪的形式降落到地面，使地球的寬度每年約增加四千分之一釐米。這使地球在經歷過地質年代之後，就足以形成我們今天所知的河流、湖泊和海洋。如果弗蘭克的假說是正確的話，將能夠用來解釋大量的地球物理學之謎。例如，當更多的彗星來到地球，形成足夠厚的球狀冰雲覆蓋地球、遮擋Sunny時，恐怕就出現了冰河時期。由於該覆蓋層引起了劇烈的氣候變化，從而導致我們所知的整個生物種包括恐龍的大量滅絕。又如，當複雜的有機物分子被包在冰雪覆蓋著的彗星內部時，完全能夠安全地穿越大氣層而降落到地面上，從而可能為地球上的生命來自宇宙空間這一長期設想提供新的憑證。某些外空生物學家的研究發現，在彗星水中隱匿著某些特別複雜的分子，這可能用來解釋從黑死病到艾滋病的突然爆發。彗星海不僅向地球輸送了大量的水，而且可能曾向木星和天王星中某些表層至今仍然是冰的衛星輸送過水。火星兩極的白色冰帽可能就是彗星冰，而神秘的火星運河則可能是在火星的青春期被流動的彗星水沖刷出來的。同樣，土星光環之間的輻射帶，很可能是彗星飛快地從一個光環衝向下一個光環時揚起的塵埃造成的。正如弗蘭克本人所說的，如果這一假說是正確的，則十幾個領域整整一代的科學家們都是根據恰恰並不正確的地球物理學的假設從事工作的。教科書將不得不重新改寫，現代地質學、地球物理學等十多門學科中的現有理論將要受到檢驗。因此，這一假說的影響無疑是深遠的。弗蘭克是位一絲不苟的研究學者。關於地球上的水來自彗星的新假說的提出，凝聚了他與他的同事們五年多的心血。1981年，弗蘭克與克拉文一起為“動力學探測者－Ⅰ號”衛星研製了一套光學系統，裝上了兩臺可見光攝像機和一臺紫外攝像機，用來拍攝大氣和大氣層中電活動現象的照片。由衛星傳送回來的照片十分壯觀，不久就出現在雜誌和教科書上，弗蘭克也被邀請到世界各地去播放他的幻燈片。但是，奇怪的現象也同時出現了。當用紫外攝像機拍照並用計算機著色後，地球受到太陽照射的那一面上空的大氣本應形成均勻一致的、明亮的桔黃色。與此相反，科學家們一眼就看到了桔黃色的地軸上佈滿了很多黑色的小斑點，每個黑色斑點突然出現，停留了幾分鐘，然後又消失掉。這些黑色斑點是什麼?開始時，可能是由於弗蘭克正集中精力研究極光、等離子體等而無暇顧及。這一現象並未引起他的重視，只是想當然地認為，它們是由某種電子干擾造成的，並以此來回答其他科學家們提出的疑問。直到1982年底，他的學生利用計算機對衛星照片進行資訊處理時，發現計算機“讀出”的照片上黑色斑點資料時而執行時而停止的反常現象。這才引起了弗蘭克的注意，促使他去揭開黑色斑點之謎。但那時弗蘭克仍然認為這些黑斑是由於衛星在傳送照片的過程中，很偶然地受到來自其他衛星、閃電或地面無線電波發射臺的干擾而形成的。為了證實這一點，他收集了過去十年間隕星進入大氣層的雷達記錄，把隕星殘骸的運動與黑色斑點的運動進行對比分析。出乎他的意料之外的是，黑色斑點的運動方式與隕星殘骸的運動方式完全一致。這無疑向他表明，同隕星一樣，黑色斑點是某種客觀存在的物體，而不是電子干擾造成的。因為，若是後者的話，黑斑的運動方式應該完全是隨機的、沒有任何規律可循的。為了證實黑斑確實是客觀存在的物體，1985年，弗蘭克又進一步做了如下試驗：把紫外攝像機鏡頭對著大氣層外緣的氫氣雲進行拍攝，發現氫氣雲恰似“早晨的濃霧”。當他們把鏡頭的焦點調到氫氣雲的裡面時，他們既驚訝又高興地看到了“幾十個黑色的大圓盤”從大氣層外起飛，然後落入大氣層之中，朝著地面迎面飛來。這些圓盤開始時很小，但隨著時間的推移，變得越來越大，越來越黑。這一觀測結果，不容置疑地向他們表明：黑色斑點的確是客觀存在的某種物體。弗蘭克還估算出，這種物體的直徑大約在48公里左右。那麼，它們究竟是什麼物體呢?弗蘭克等人提出了各種各樣的假設，又很快一一放棄了。例如，他們曾設想，可能是隕星碰撞大氣，使低空的分子氧受熱，形成巨大的氣體雲而上升。但弗蘭克計算出，要產生體積如此之大的氣體雲，隕星的直徑應在100公里左右，因而在穿越大氣層過程中不可能完全被燒燬，而要落到地面上來。倘若每分鐘有20顆隕石落在地球上，人類就不得不生活在洞穴裡。這顯然一點也不符合現實情況。最後，弗蘭克研究小組對大氣中所有數量充足的分子一一進行了分析。他們發現，只有水分子才能吸收頻帶足夠寬的波長而呈現黑色。這使他們確信，照片上的黑色斑點是由於高層大氣中存在著由大量的水分子聚集而形成的氣體雲造成的。那麼，如此之多的水分子是從哪兒來的呢?正是從那時起，他們才把目光轉向彗星，即銀河系中往返運動著的冰雪球。他們計算出，冰球的直徑必須為9米～12米，並要覆蓋有足夠厚的鬆軟的雪，才能在大氣外層形成48公里寬的氣體雲。於是，照片上的黑色斑點的出現和消失就得到了圓滿的解釋：當彗星進入大氣層，在大氣摩擦、太陽輻射和地球引力的作用下被粉碎而形成雲時，就出現黑斑；當雲以水蒸氣形式消散到大氣下層時，黑斑也就消失。
水與人們的生活和生產密切相關。到目前為止，大多數科學家一直認為，地球上的全部水在地球形成之日就先以蒸氣的形式存在於熾熱的地心中，然後，在地球最初5億年的燃燒過程中，水蒸氣從火山口爆發出來，冷卻而形成河流、湖泊和海洋。他們還認為，地球上的水在緩慢地蒸發，穿越大氣層並散逸到太空中去。可是前不久，美國衣阿華大學一個以天體物理學家弗蘭克為首的著名的研究小組，向這一傳統理論提出了尖銳的挑戰，發表了地球上的水可能來自彗星的新假說。他們認為，地球上的水不是來自地心，而是來自太空，是從地球形成之日起才慢慢地注入地球上來的，且其總體積亦在緩慢地增加。人類現在是、過去也一直是喝著源頭在地球之外的水，並在這樣的水中捕魚、游泳，用這樣的水洗衣、煮飯。弗蘭克等人發現，在太陽系中存在著一個由冰雪球組成的彗星海。彗星海中每一顆彗星的體積並不比一間住房大多少，猶如滄海一粟。因而在太陽系這個大家族中一點也不引人注目，但它們的數量卻多得驚人。自45億年前地球誕生以來，它們就在地球引力的作用下，以20馬赫的速度和每分鐘大約20顆，即每小時1200顆、每天28800顆的數量，成群結隊地向地球衝來，日復一日，從未間斷。當它們到達距地面1400公里～2400公里的高度時，引力作用、太陽輻射和大氣摩擦的撞擊力結合在一起，把它們擊得粉碎，變為細小的冰微粒消散到稀薄的大氣流中去，最終以雨或雪的形式降落到地面，使地球的寬度每年約增加四千分之一釐米。這使地球在經歷過地質年代之後，就足以形成我們今天所知的河流、湖泊和海洋。如果弗蘭克的假說是正確的話，將能夠用來解釋大量的地球物理學之謎。例如，當更多的彗星來到地球，形成足夠厚的球狀冰雲覆蓋地球、遮擋Sunny時，恐怕就出現了冰河時期。由於該覆蓋層引起了劇烈的氣候變化，從而導致我們所知的整個生物種包括恐龍的大量滅絕。又如，當複雜的有機物分子被包在冰雪覆蓋著的彗星內部時，完全能夠安全地穿越大氣層而降落到地面上，從而可能為地球上的生命來自宇宙空間這一長期設想提供新的憑證。某些外空生物學家的研究發現，在彗星水中隱匿著某些特別複雜的分子，這可能用來解釋從黑死病到艾滋病的突然爆發。彗星海不僅向地球輸送了大量的水，而且可能曾向木星和天王星中某些表層至今仍然是冰的衛星輸送過水。火星兩極的白色冰帽可能就是彗星冰，而神秘的火星運河則可能是在火星的青春期被流動的彗星水沖刷出來的。同樣，土星光環之間的輻射帶，很可能是彗星飛快地從一個光環衝向下一個光環時揚起的塵埃造成的。正如弗蘭克本人所說的，如果這一假說是正確的，則十幾個領域整整一代的科學家們都是根據恰恰並不正確的地球物理學的假設從事工作的。教科書將不得不重新改寫，現代地質學、地球物理學等十多門學科中的現有理論將要受到檢驗。因此，這一假說的影響無疑是深遠的。弗蘭克是位一絲不苟的研究學者。關於地球上的水來自彗星的新假說的提出，凝聚了他與他的同事們五年多的心血。1981年，弗蘭克與克拉文一起為“動力學探測者－Ⅰ號”衛星研製了一套光學系統，裝上了兩臺可見光攝像機和一臺紫外攝像機，用來拍攝大氣和大氣層中電活動現象的照片。由衛星傳送回來的照片十分壯觀，不久就出現在雜誌和教科書上，弗蘭克也被邀請到世界各地去播放他的幻燈片。但是，奇怪的現象也同時出現了。當用紫外攝像機拍照並用計算機著色後，地球受到太陽照射的那一面上空的大氣本應形成均勻一致的、明亮的桔黃色。與此相反，科學家們一眼就看到了桔黃色的地軸上佈滿了很多黑色的小斑點，每個黑色斑點突然出現，停留了幾分鐘，然後又消失掉。這些黑色斑點是什麼?開始時，可能是由於弗蘭克正集中精力研究極光、等離子體等而無暇顧及。這一現象並未引起他的重視，只是想當然地認為，它們是由某種電子干擾造成的，並以此來回答其他科學家們提出的疑問。直到1982年底，他的學生利用計算機對衛星照片進行資訊處理時，發現計算機“讀出”的照片上黑色斑點資料時而執行時而停止的反常現象。這才引起了弗蘭克的注意，促使他去揭開黑色斑點之謎。但那時弗蘭克仍然認為這些黑斑是由於衛星在傳送照片的過程中，很偶然地受到來自其他衛星、閃電或地面無線電波發射臺的干擾而形成的。為了證實這一點，他收集了過去十年間隕星進入大氣層的雷達記錄，把隕星殘骸的運動與黑色斑點的運動進行對比分析。出乎他的意料之外的是，黑色斑點的運動方式與隕星殘骸的運動方式完全一致。這無疑向他表明，同隕星一樣，黑色斑點是某種客觀存在的物體，而不是電子干擾造成的。因為，若是後者的話，黑斑的運動方式應該完全是隨機的、沒有任何規律可循的。為了證實黑斑確實是客觀存在的物體，1985年，弗蘭克又進一步做了如下試驗：把紫外攝像機鏡頭對著大氣層外緣的氫氣雲進行拍攝，發現氫氣雲恰似“早晨的濃霧”。當他們把鏡頭的焦點調到氫氣雲的裡面時，他們既驚訝又高興地看到了“幾十個黑色的大圓盤”從大氣層外起飛，然後落入大氣層之中，朝著地面迎面飛來。這些圓盤開始時很小，但隨著時間的推移，變得越來越大，越來越黑。這一觀測結果，不容置疑地向他們表明：黑色斑點的確是客觀存在的某種物體。弗蘭克還估算出，這種物體的直徑大約在48公里左右。那麼，它們究竟是什麼物體呢?弗蘭克等人提出了各種各樣的假設，又很快一一放棄了。例如，他們曾設想，可能是隕星碰撞大氣，使低空的分子氧受熱，形成巨大的氣體雲而上升。但弗蘭克計算出，要產生體積如此之大的氣體雲，隕星的直徑應在100公里左右，因而在穿越大氣層過程中不可能完全被燒燬，而要落到地面上來。倘若每分鐘有20顆隕石落在地球上，人類就不得不生活在洞穴裡。這顯然一點也不符合現實情況。最後，弗蘭克研究小組對大氣中所有數量充足的分子一一進行了分析。他們發現，只有水分子才能吸收頻帶足夠寬的波長而呈現黑色。這使他們確信，照片上的黑色斑點是由於高層大氣中存在著由大量的水分子聚集而形成的氣體雲造成的。那麼，如此之多的水分子是從哪兒來的呢?正是從那時起，他們才把目光轉向彗星，即銀河系中往返運動著的冰雪球。他們計算出，冰球的直徑必須為9米～12米，並要覆蓋有足夠厚的鬆軟的雪，才能在大氣外層形成48公里寬的氣體雲。於是，照片上的黑色斑點的出現和消失就得到了圓滿的解釋：當彗星進入大氣層，在大氣摩擦、太陽輻射和地球引力的作用下被粉碎而形成雲時，就出現黑斑；當雲以水蒸氣形式消散到大氣下層時，黑斑也就消失。