地球早期之“水源”证实深藏地幔之中

科技日报广州12月14日电 记者14日获悉，中国科学院广州地球化学研究所杜治学研究团队，通过高温高压实验，首次证实地球早期极端高温环境下，大量水分可在矿物结晶时高效被封存至地幔深层。这一成果刷新了科学界对地球深部水分储存及其分布的传统看法。相关论文已在国际权威期刊《科学》杂志上线。

46亿年前，地球远不是现在这颗温和的蓝色星球。早期的原始地球频繁遭受天体撞击，表面和内部涌动着炽热的岩浆，水无法以液态存在。在漫长的冷却中，地球表面开始结晶生成坚硬的矿物，不断塑造着逐步成型的地幔。布里奇曼石作为地幔中最先生成、占比最高的矿物，被认为是深部“微缩水库”，其储水能力决定了有多少水能够从岩浆被搬运进固态星球内。此前研究采用较低温度条件，推测布里奇曼石锁水功能有限。

此次，杜治学带领团队利用自主研发的超高压实验系统，将实验温度提升到接近4100℃。结果发现，矿物在极高温条件下的“锁水”能力远超之前想象。换言之，在地球炽热的“岩浆海”时代，刚刚开始结晶的布里奇曼石不仅能锁水，而且储量可远高于以往认知，这直接推翻了“地幔深处水分极少”的传统观点。

据此，团队还建立了新的岩浆结晶理论模型。结果显示，初期固体地幔封存的水量可能达到0.08到1倍现代海洋储水量，是旧模型预估的5至100倍。