大陸中國科學院廣州地球化學研究所科研團隊透過高溫高壓實驗,成功模擬地下660公里的極端環境,發現地幔主要礦物布里奇曼石在高溫下具有顯著富水能力,暗示地球上千公里深處可能存在未被發現的重要原始水儲庫。這項研究成果12日刊登於國際學術期刊《科學》。

《新華網》12日報導,研究團隊指出,46億年前的地球並非藍色星球,頻繁而劇烈的星體撞擊使地表與內部翻騰著熾熱的岩漿海洋,水無法以液態存在。地球早期的岩漿海洋在冷卻過程中會結晶出固態礦物,逐漸形成地幔,其中布里奇曼石是地幔中最早結晶且含量超過一半的主要礦物。
該團隊利用自主研發的超高壓實驗模擬裝置,成功將實驗溫度大幅提升至約4100℃的極端高溫。研究顯示,礦物的「鎖水」能力隨溫度升高而顯著增強,意味著在地球最熾熱的「岩漿洋」階段,正在結晶的布里奇曼石反而能夠「捕獲」並封存遠超以往想像的海量水分。

研究團隊構建岩漿海洋結晶模型,模擬結果顯示,由於早期高溫下布里奇曼石的強效鎖水能力,在岩漿海洋凝固後,下地幔成為整個固體地幔中最大的儲水層,其儲水量可能高達此前模型預估的5至100倍。據估算,早期固體地幔中儲存的水量,可能相當於0.08至1個現代全球海洋的總水量。
研究指出,深埋的水如同地球這台巨型地質機器的「潤滑劑」,能夠降低地幔岩石的熔點和黏度,促進內部物質循環與板塊運動等重要地質過程。隨著時間推移,深部水通過岩漿活動等地質過程被逐漸「泵」回地表,參與形成原始大氣和海洋,這很可能是推動地球轉變為藍色宜居星球的關鍵力量。
這一發現更新了關於地球深部水儲存與早期分布的認知,指示深部水可能是驅動地球轉變為宜居星球的關鍵力量。