Giả thuyết thứ 1: Nước đến từ hình dạng nguyên thủy khi vũ trụ mới bắt đầu

Như chúng ta đã biết, nước được cấu thành từ hai phân tử hydro và oxy. Hydro xuất hiện từ khi vũ trụ mới hình thành, còn oxy xuất hiện sau đó khoảng vài trăm triệu năm khi các ngôi sao bắt đầu hình thành. Khi các ngôi sao nổ tung trong những vụ nổ vũ trụ, các nguyên tố như hydro, oxy văng ra khắp các vũ trụ và tạo thành những hợp chất mới như H20. Những phân tử nước này đã tồn tại trong đám mây bụi tạo nên Hệ Mặt Trời.​

Theo giả thuyết trên​, nếu không có nhiều nước trên Trái Đất khi hình thành đất đá thì nhiệt độ sẽ cao và thiếu khí quyển sẽ khiến nó bốc hơi trở lại vào không gian. Nước sẽ không thể duy trì trên Trái Đất vào hàng trăm triệu năm như thế. Nhưng nước trở lại vào hành tinh chúng ta như thế nào? Câu trả lời vẫn chưa được tìm thấy cho giả thuyết này.​​

Giả thuyết thứ 2: Nước được hình thành từ những vụ va chạm thiên thạch với Trái Đất

Các nhà khoa học nghi ngờ rằng, nước chủ yếu đến với chúng ta nhờ các sao chổi băng, hoặc nhờ các thiên thạch đã đâm vào Trái Đất suốt hàng triệu năm. Khi nghiên cứu các thiên thạch chứa carbon hình thành không lâu sau khi Hệ Mặt Trời ra đời, các nhà khoa học thấy rằng chúng không chỉ chứa nước, mà còn chứa các hợp chất rất giống với đá trên Trái Đất. Điều này cho thấy Trái Đất đã tích trữ một lượng nước đủ lớn từ rất sớm để duy trì đến nay mặc dù trước đó không có khí quyển.​

Có hai khả năng được đề cập đến. Giả thiết thứ nhất: Trái đất "rỉ" nước thông qua các đám mây khí. Giả thiết thứ hai: các thiên thạch đã mang nước đến trái đất trong quá trình va đập của chúng vào trái đất. Đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thống nhất được giả thiết nào đúng.

Giả thiết 1: Trong quá trình hình thành các thế hệ ngôi sao, những đám mây khí liên tục được làm giàu bởi những thành phần nặng như bụi và nước. Trong một số đám mây bụi liên tục hình thành các ngôi sao mới và bao quanh những ngôi sao này là những "đĩa khí" của chúng ta được hình thành trước khoảng 5 tỷ năm trước. Những vòng khí và bụi của hệ mặt trời lúc mới hình thành lớn gấp 10 lần hệ mặt trời của chúng ta ngày nay.

Cùng với thời gian trong các vòng khí, những "hòn đá" dần được hình thành thông qua việc gắn kết dần những phần nhỏ và mảnh vỡ tạo nên tiền đề cho một ngôi sao. Thông qua việc va đập và cọ sát, những tiểu hành tinh này lại tiếp tục gắn kết với nhau thành những hành tinh lớn hơn. Cuối cùng chúng hình thành nên các hành tinh lớn như sao Thổ, sao Kim, Trái đất và sao Hỏa.

Những hành tinh nguyên thủy này không chỉ chứa bụi mà còn chứa cả băng. Những hạt nước đầu tiên tồn tại ở các hành tinh chính là những đám mây khí. Thế nhưng phần lớn chúng mất đi khi các tiểu hành tinh còn nóng đỏ. Chúng bay hơi trở lại vũ trụ. Tuy nhiên trái đất liên tục nguội dần đi và các núi lửa phun ra các đám mây khí kết hợp với các khí khác như CO2, mê tan và amôniac. Cuối cùng, trái đất cũng đủ lạnh để hơi nước trong không khí ngưng tụ lại biến thành những đám mây, những trận mưa rồi nước ngấm dần xuống đất và tạo nên biển, sông, hồ...

Giả thiết 2: Đa số các nhà khoa học cho rằng, riêng trái đất lạnh thôi sẽ không có đủ nước tạo thành biển như ngày nay. Nước phải đến từ một nguồn khác nữa. Một lý thuyết được đưa ra: Nước đến từ các tảng thiên thạch có bán kính hàng km bay xung quanh trái đất lúc bắt đầu hình thành. Khi chúng rơi xuống trái đất, nước chứa trong đó được dự trữ dưới dạng băng. Cũng có những chứng minh cho lý thuyết này: Những "hố bom" khổng lồ trên mặt trăng và trên đó vẫn có những cơn gió lạnh mang hơi nước. Các nhà thiên văn học tiến hành nghiên cứu sự hình thành của mặt trăng cho thấy nước vẫn đang tồn tại ở đó dưới dạng băng.

Nước - một trong những thành phần quan trọng nhất của sự sống vốn vô cùng quen thuộc với chúng ta hằng ngày. Nhưng để tìm cách giải thích đúng đắn và khoa học cho sự tồn tại của nước trên trái đất và đối với sự sống vẫn còn là câu hỏi lớn mà loài người chúng ta vẫn còn phải tiếp tục đi tìm lời giải đáp