含水礦物揭示出地幔能容納比所有海洋總和還多的水 ， 那這些水從何而來？美國西海說神聊年夜學的保險箱里放著幾百顆從巴西土壤中挖出來跟卵石大小一般的鉆石 。 對一些人來說 ， 這些石頭可能毫無價值 。 西海說神聊年夜學礦物學家史蒂夫·杰克布森說：它們像是被扔進洗衣機蒙受過重創一樣 ， 顏色年夜多是深色或黃色 ， 與珠寶商求之不得的原始寶石相差甚遠 。 然而對于像杰克布森如許的研究人員來說 ， 這些被鎖在鉆石內部的晶體碳碎片半斤八兩珍貴 ， 此中的礦物微粒形當作于地下數百公里的地幔深處 。
博科園-科學科普：此中一些礦物微粒甚至難以被顯微鏡不雅測到 ， 與此同時它們也給研究人員供給了勘察地球內部的機遇 。 2014年研究人員不雅測到這些礦物質中含有某種不起眼的物質——水 ， 但因為水呈現的地址尤為特別 ， 這讓研究變得十分有趣 。 礦物質檢測出的水并不是真實水滴 ， 甚至不是H20分子 ， 但它含有氫和氧原子而且嵌在礦物自己的晶體布局中 。 這種含水礦物質并不潮濕 ， 但當它融化時會溢出水 。 這一發現第一次直接證實了上下地幔的過渡區(地下410km-660km)存在含水礦物 。

圖片：Olena Shmahalo/Quanta Magazine

從那時起 ， 科學家們發現了更多讓人興奮的證據 。 本年3月 ， 一個研究小組傳播鼓吹他們從地幔中發現了鉆石 ， 而且這些鉆石內部有水存在；他們經由過程地動數據還繪制了地球內部年夜部門地域的親水礦物分布圖 。 此刻一些科學家認為 ， 地球深處暗藏著一個龐大水庫 。 若是把地球上所有地表水看作是一個海洋 ， 那么地下將會有好幾個如許的海洋存在 ， 這將改變科學家對地球內部的認知 ， 但新問題也接踵而至：水從何而來？
1、水宿世界
沒有水 ， 地球上的生命將不復存在 ， 這個布滿活力、有生命的星球也不會存在 。 水在板塊機關中起著至關主要的感化 ， 誘發火山噴發 ， 并幫忙部門上地幔更自由地流動 。 盡管如斯 ， 年夜部門地幔還相對干燥 。 上地幔本家兒要由尖晶橄欖石組成 ， 這種礦物不克不及儲存良多水 。 但在410公里以下的過渡區 ， 高暖和高壓將橄欖石擠壓當作一種被稱為wadsleyite的新晶體布局 。



這顆來自巴西Juina的鉆石最初在地球深處形當作 。 它內部存有一種含有水礦物——菱鎂石 。 圖片版權：University of Alberta

1987年科羅拉多年夜學礦物學家喬·史姑娘意識到wadsleyite晶體布局會受到裂縫影響 ， 這些空地為氫原子與氧原子連系供給了杰出前提 。 史姑娘發現 ， Wadsleyite可以潛在地攫取年夜量氫氣 ， 將其轉化當作一種含水礦物質 ， 在融化時就會發生水 。 對于像史姑娘如許的科學家來說 ， 氫氣就意味著水分子 。 在過渡帶更深處 ， wadsleyite會釀成尖晶橄欖石 ， 在嘗試室里 ， 杰克布森(上宿世紀90年月他是史姑娘的研究生)經由過程擠壓和加熱尖晶橄欖石碎片來模擬過渡區的極端前提 。
研究人員對wadsleyite和尖晶橄欖石兩者進行了類比嘗試 ， 成果發此刻過渡區 ， 這些礦物質中的水含量可以達到自身重量的1%到3% 。 考慮到過渡帶年夜約有250公里厚 ， 約占地球質量7%(地殼只占1%) ， 是以它可能蘊含數倍于地球海洋水量 。 然而 ， 這些嘗試只能測量出地幔容納水量 。 俄亥俄州立年夜學地球物理學家溫迪·帕內羅說：這不是測量海綿含水量的嘗試 ， 而是在測量海綿能容納幾多水 。 嘗試成果也不一定真實靠得住 ， 因為研究人員今朝只能在人工培育的尖晶橄欖石長進行嘗試 。 直到2014年 ， 除了在一些隕石中存有尖晶橄欖石外 ， 還沒有人在天然界中見到過尖晶橄欖石 。

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