中科院广州地球化学研究所记者了解到,近日,该所科研团队搭建了国际领先的技术平台,首次通过高温高压实验实现了地下660公里极端环境的模拟。人们发现地幔中的原生矿物桥锰矿在高温下具有显着的富水能力,这表明在地球深处数千公里处可能存在着未被发现的重要原始水库。这一发现更新了我们对地球上深水储存和早期分布的认识,表明深水可能是地球转变为宜居行星的主要驱动力。相关成果于12月12日发表在国际学术期刊《科学》上。 △来自迪伊的布里奇曼石“锁水”假想图p 地球的岩浆海洋。 46亿年前的地球并不是一颗蓝色星球。频繁而剧烈的星体碰撞,导致地表和内部沸腾着滚烫的岩浆海。水不能以液态存在,这使得生命处于无法立足的绝境。在早期地球岩浆海洋的冷却过程中,固体矿物结晶并逐渐形成地幔。其中布里奇石是地幔中最早结晶的主要矿物,含量超过一半。它就像一个微观的“储水库”,“锁住”水的能力直接决定了能从岩浆转移到固体地球上的量。基于实验相对较低的温度条件,前期研究认为布里奇曼石储水能力有限。随后,研究团队利用自主研发的超高压实验模拟装置,成功提升了实验温度。到4100℃左右的极高温度,矿物质的“锁水”能力随着温度的升高而显着增强。这意味着,在地球“岩浆海洋”最热的阶段,结晶的布里奇曼石能够“捕获”并储存比之前想象的更多的水。在此基础上,研究团队建立了海洋岩浆结晶模型。模拟结果表明,由于桥锰岩在早期高温下具有较强的锁水能力,在岩浆洋的推动下,下地幔成为整个固体地幔中最大的储水层,储水能力可高达以往模型预测的5~100倍。据估计,早期固体地幔中储存的水量可能相当于0.08至1个现代全球海洋的总水量。深埋水并不是静态的“库存”。它就像世界巨型地质机器的“润滑剂”。它可以降低地幔岩石的熔点和粘度,促进内部物质循环、板块运动等重要地质过程,赋予地球不断演化的活力。随着时间的推移,深层水逐渐被岩浆活动等地质过程“抽”回地表,参与原始大气和海洋的形成。它很可能是将地球转变为蓝色宜居星球的主要力量。 (央视记者 帅俊全 楚尔佳)