地球深处蕴藏1000℃以上热水
地质学家在人们最意想不到的地表之下1000多公里的地层深处找到了水。在温度达1000℃以上、并且饱受高压的矿物岩里,可能储藏着相当于世界所有大洋中水量之5倍的水。而且该项发现还很可能有助于弄清地球是如何形成和发育的。新浪科技(03月11日)消息,在地表之下650至2900公里的深处,是围绕在富含铁质的地核周围的高热、高压物质。日本东京科学院的Motohiko Murakami等估计,在这被称为下部地幔的矿物质中,可能包含 有达到其自身重量0.2的水。已有的行星理论,推测了在其形成之初所出现的早期蒸发物质的数量,如水和二氧化碳的数量,而现在的发现则预示着地球初始阶段混合物质的数量,可能已经超出了早先的预料。
水能使下部地幔矿物质的熔点降低,并且增加它们的粘性。千百万年来,地幔象盛有热荡的锅子一样,处于剧烈的搅拌与动荡之中,这使得地幔的构造层带运动,并且使地幔的化学成分混合。粘性更大的地幔会搅拌与动荡得更快。在下部地幔中由矿物质形成水,可能也会影响地幔的构造层带,使之不容易下沉到地层更深的地方。当构造层带下沉、加热和受挤压时,它们释放的水可能会软化围绕的地幔,以及松缓它们的下沉通道。
在稍高一点的地幔中,即在大约地表之下400至650公里之间深度的区域叫做转换带,因为它位于上部和下部地幔之间,在这里就可能存有相当于几个大洋的水。Murakami等发现,在下部地幔的矿物质中,可能保留有大约其上位岩石重量之十分之一的水,但因为下部地幔的体积比转换带的体积大得多,所以它具有相当多数量的水。英国布利斯托尔大学的地质学家Bernard Wood认为,该项发现有助于推进有关在地幔之中锁存有多少水的争论。他说直到现在,大部分人仍坚持认为在地幔中没有多少水。此外,在2年前进行的另一项类似研究中,得出的结论是地幔之下根本没有多少水。
Murakami等在实验室中模仿下部地幔,他们采用了构成该区域之大部分的三种矿物质进行研究。他们设计应用了一种多砧的特殊实验装置,以再现地幔下变化异常剧烈的苛刻条件,同时对矿物质用硬齿挤压和加热。在大约1600℃和250000个大气压下,Murakami小组应用二级离子质量光谱测定技术,测定了氢的数量,该技术使离子束冲击矿物质,并探测从矿物质表面放散出的离子。已有的其它研究结果表明,在该等矿物岩中得到的任何氢,都来自于其间存囿的水。最后,Murakami等检测到了比实验预想要多得多的氢,从而得出了目前的结论。
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