如今，火星上的大部分水要么是以地下永久冻土的形式存在，要么是以深层温暖地带的地下水形式存在，那片地带是隐藏在干燥的外表层之下的巨大储水库。年，火星“奥德赛号”飞船携带了一台精密的中子谱仪，为确认地下水的范围提供了线索。
当宇宙射线轰击火星表面时，它们能够将中子从富含氢（也就是说含水）的沉积物中排出。中子谱仪的用途是探测火星表面从赤道到高纬度的广阔区域喷出的中子。但是，这些新奇的结果带来一些答案的同时，也引发了很多问题，这些结果无法确定水的确切形式，也就是说无法确定它们究竟是水、冰，还是矿物结合的形式。
年，NASA的火星勘测轨道飞行器（MRO）使用探地雷达，提供了埋藏于地下的水的更高分辨率图像。这些开创性的测量工作探测到中南纬度地区的冰堆积到了冰川的大小。
最近，欧洲空间局的火星快车轨道飞行器使用了一个类似的雷达系统来探测火星更大范围内的深层冰，在南极附近的一些地区发现了深度超英尺的富冰区域。
事实上，火星可能在数百英尺深的位置蕴藏着大量地下冰，相当于一个横跨星球的海洋。所以在火星上也可能曾经存在与地球上类似的海洋。水也可以通过独特的岩石和矿物的存在来揭示。NASA的火星着陆器“凤凰号”及其“勇气号”和“机遇号”探测器，发现了大量补充证据，也就是通过水-岩相互作用形成的矿物。
富含水的黏土矿物是火星近地表环境中的一种常见现象，它们可能代表了几年前中子实验观测到的大量富氢物质。象征着干涸湖泊或海洋的蒸发岩矿物也很常见，同样常见的还有蛋白石，一种结晶不良的石英品种，是热水渗透沉积物时形成的典型产物。
当行星科学家用全新的眼光审视这颗红色行星时，他们也看到越来越多的证据表明，水曾经自由地流过雕刻般的火星表面。高分辨率的照片揭示了古老的巨石遍布的河谷和沟壑，泪滴状的岛屿，滑塌构造，还有辫状河道。
这些地形穿过沉积物堆叠的地层，似乎是在浅水湖泊或海洋中形成的。事实上，环绕火星北半球的海滩一样的阶地暗示着，北半球的海洋可能曾经覆盖了火星表面超过三分之一的面积。如果是这样，那么较冷的火星可能曾经是一个可以孕育生命的蓝色行星，比地球还要早千百万年。
接下来就到月球了，它是了解其围绕的庞大地球上水的历史的关键。传统观点认为月球十分干燥（实际上比骨骼更干燥，骨骼即便在沙漠的烈日下炙烤，仍可保留大量水分）。
多条证据指向了这种干旱的环境，地面望远镜没有发现典型的红外吸收，“阿波罗号”在六个着陆点取样的月岩都没有探测到水的痕迹（至少按照年的分析标准是这样），而在月球表面发现的存在40亿年未生锈的铁金属，似乎排除了任何一点腐蚀性水存在的可能。
不过，传统观点是个值得玩味的东西。最终总会有人挑战其他人所认定的事实，偶尔发现一些真正有趣的东西。年，“克莱门汀号”探测器的一次飞越任务得到了与水冰一致的雷达测量结果，尽管许多行星科学家并不相信。
四年后，月球勘探者利用中子谱技术探测到两极附近高浓度的氢原子，因此月球上可能存在着水冰或含水矿物。不过，许多专家认为，太阳风输入的氢离子更有可能是这种迹象的来源。
年10月，NASA将宇宙神火箭的上面级发射到了其中一个陨石坑（靠近月球南极的卡比厄斯陨石坑）中，详细检查了撞击碎片的热流柱中是否有H2O的迹象。果然，扬起的尘埃中包含了一点重要的生命赖以生存的物质，这足以让人们重新燃起对月球的水以及它可能的起源的兴趣。
年10月，《科学》杂志发表了三篇相互衔接的文章证实，月球上存在水的事实找到了明确的证据。现在说说卡内基研究所的埃里克·奥里（ErikHauri）及其同事。奥里的团队借助离子探针（一种高灵敏度的仪器，第一代科学家在研究“阿波罗号”带回的样本时还没有这种技术）重新研究了来自月球的样本，也就是我在年做第一份地质学工作时挑拣、研究过的那些彩色玻璃。
几十年前，其他科学家曾对这些玻璃球进行过有关水的迹象的检测，但那时的探测能力完全比不上离子探针在百万分之一英寸尺度上分辨测量的能力。奥里和同事抛光了各种玻璃球，以便它们的圆形截面能在离子探针中显示出来。
事实证明，这些玻璃球的外缘非常干燥，只有百万分之几的水，但最大一颗的核心水含量却高达百万分之一百。几十亿年来，大多数玻璃球的原始水分已经蒸发到了太空中，更多的是外层而非核心的蒸发。
然而，根据玻璃球里面大量剩余的水，奥里和同事计算出，月球岩浆的原始含水量可能高达百万分之七百五十，这是很大一部分水，相当于地球上许多火山岩的含水量，完全足以驱动地表上的火山活动，而这些火山活动可能在数十亿年前的爆裂喷发中将岩浆散播各处。
如果月球历史上有那么多以水为动力的火山，那就一定有大量的水仍被锁在月球冰冻的内部。由于月球主要形成于忒伊亚对地球原始地幔的大规模挖掘，我们星球的深部可能也蕴藏着大量看不见的水。
不管我们在火星或月球上发现了多少水（现在看来有很多），地球仍然是我们太阳系唯一的水世界。关于地球上有多少水，它以什么形式存在，它存在于哪里，以及它如何流动，这些问题都极其复杂。
直到20世纪90年代，海洋一直被认为是迄今为止最大的水库，它储存了地球上96%的水资源，远超位于第二的冰盖和冰川。如今的冰盖和冰川约占3%（甚至在冰期冰川前进的高峰期也可能不超过5%或6%），地下水（所有近地表水，无论是在明确的含水层还是分布更广的储水处）占1%，而所有湖泊、河流、溪流、池塘和大气的总和不超过地球近地表水供应的0.01%。
所有这些水都在不断地流动，从一个储存库转移到另一个，周期从几天到几百万年不等。维持生命的动态水循环代表了我们这个不断变化的星球上最明显的变化来源。想象一下，一个水分子，也就是由一个氧原子和两个氢原子组成的分子，存在了数十亿年之久，可能会有什么样的经历。
就从浩瀚的太平洋中的分子开始吧，地球上的近地表水分子大部分时间都在那里度过。加利福尼亚洋流是一股巨大的寒流，它从阿拉斯加附近向南，沿着加利福尼亚海岸达到下加利福尼亚和赤道。
当周围的水变暖并上升时，分子到达海洋表面附近，开始了一段顺时针绕北太平洋的伟大征程。它首先到达北赤道洋流，向西流经日本，然后是北太平洋洋流，一路向东流向北美洲。当水分子再次来到加利福尼亚州附近时，它恰好上升到阳光照射的海洋表面，并蒸发到了大气中，云在那里形成。
盛行风把增厚的雨云向东吹去，掠过西南部的沙漠，进入落基山脉的高地。当云层上升到更高、更冷的海拔高度时，雨开始落下。水分子最终作为雨滴的一部分降落到了地球上。它沿着一条蜿蜒的路，从小溪到小河，再到漫过河岸的暴涨的河流。
到此为止，水分子的运动一直非常迅速，它用了一两年的时间环绕了整个太平洋，用一两天的时间进入云层并以雨的形式落下，用一周左右的时间流过丘陵高地。但随着它渗入地下更深的地方，并与一个巨大的隐蔽的含水层融为一体，这个水分子可能要花费成千上万年的时间在地下缓慢潜行。
这里，人类的行动改变了大自然古老的节奏，缺水的农民将地下深处的大量水抽出，来维持半干旱的西南地区的农业。人们以不可持续的速度开采着，含水层正在逐渐干涸。水分子只好屈服于这种趋势，它发现自己回到了地表，飞溅在得克萨斯州的玉米地上，它在那里迅速蒸发回到万里无云的天空，向东继续着旅程。
这个故事不断循环，没有终点。有些分子被暂时分解成氢离子和羟基离子，与新的原子伴侣重新结合成新的水分子。另一些分子则被冻结在厚厚的南极冰层中，它们将被锁在那里千百万年。
还有一些水分子经过化学反应成为土壤中黏土矿物的一部分。生命也成为水循环的一个组成部分。植物吸收水分子和二氧化碳，并通过阳光驱动下的光合作用，将两种分子结合在一起，产生根、茎、叶和果实。当这些富含营养的植物组织被动物吃掉，并通过呼吸代谢被分解掉时，我们每次呼吸时呼出的废物，就是二氧化碳和水的重组分子。