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地幔以下或藏巨大水库:超出地面海洋总和  

2016-10-31 19:06:22|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  证明地下隐藏着一个巨大水库的证据来自一种叫尖晶橄榄石的亲水矿物。这种矿物来自地幔上下两层间所谓的过渡带。

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  研究人员说,尖晶橄榄石揭示了地球过渡带可能隐藏着一个巨大水库。

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  这项研究的负责人皮尔森展示着迄今发现的第一个尖晶橄榄石地球样本。

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  在巴西捷那发现的钻石样本JUc29内部有含水的尖晶橄榄石。这颗天然钻石在前往地表过程中被腐蚀性地幔流体雕刻成现在的不寻常形状。

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  地球原理图的部分横截面展示了尖晶橄榄石的存在位置。这颗钻石内部有含水的尖晶橄榄石,而这块岩石源自地下约500公里处。在这里,大量水可能通过洋壳的俯冲和循环运动积聚起来,然后进入过渡带。

  加拿大研究人员在《自然》杂志上说,证明地下隐藏着一个巨大水库的证据来自一种叫尖晶橄榄石的亲水矿物,而这种矿物来自地幔上下两层间所谓的过渡带。

  分析结果显示,这种岩石的1.5%由水分子组成。这些科学家指出,该发现支持一个曾被质疑的理论,即地幔上下两层间所谓的过渡带富含水。这项研究的负责人同时又是加拿大阿尔伯塔大学科学家的格雷厄姆-皮尔森表示:“这个样本为地幔深处存在局部潮湿区域提供强有力证据。地球的这个特别区域——过渡带可能含有和全球海洋总和一样多的水。”

  尖晶橄榄石以澳大利亚地质学家特德-林伍德命名。这位科学家建立起一个理论,认为由于超高的压力和温度,过渡带必然产生一种特殊矿物。一块这样的矿物一直以来都是科学家寻找的目标。

  它会解决一个长期以来备受争论的问题,即这个难以理解的过渡带是极度干燥还是富含水。但迄今为止,科学家只在陨石中发现过尖晶橄榄石。地质学家不能钻探足够深的地方去发现任何样本。

  值得庆幸的是,局面发生巨大变化。2008年业余宝石猎人在巴西捷那的马托-格拉索地区的浅水砂砾中挖掘时,偶然发现一小块叫褐钻的脏石头。这块石头的直径只有3毫米(约合0.12英寸),它没有任何商业价值。正在寻找其他矿物的科学家得到这块石头。但这次意外获得竟带来好运。他们在这块石头内发现极少的尖晶橄榄石痕迹。这是这种极其罕见岩石的第一个地球证据。

  皮尔森在一个新闻发布会上对毕业生约翰-麦克尼尔的勤勉工作表示敬意,同时表示:“它里面含有的尖晶橄榄石痕迹非常少,要发现它是极其困难的。就和许多科学发现一样,发现这种罕见岩石也是一件非常侥幸的事。”

  这个科研组建立起这样一个理论:火山爆发时,这颗褐钻随所有火山岩最深处的金伯利岩流上升到地表。几年来,为证实他们发现的就是尖晶橄榄石,这些科学家在实验室用光谱和X射线衍射进行分析。

  科学家对过渡带是否有水争论几十年。如果真的有水,这些宝贵资源究竟有多少呢。但没有人接受凡尔纳对一个地下海洋的幻想:在一条岩石海岸线上,点缀着长有巨大蘑菇和石化树的森林。

  德国拜罗伊特大学地质学家汉斯-开普勒警告,用尖晶橄榄石的单一样本推断地下水的规模可能不一定准确。他指出,水很可能以一种叫氢氧根的分子形式封存在特殊岩石内。这位科学家在《自然》杂志发表的一篇评论文章中表示:“从某些方面来说,就和凡尔纳想象的那样,地球内部有个海洋,但它并不以液态水的形式存在。”

  皮尔森认为,他们的发现具有深远意义。如果地壳下存在这么多水,必定对火山结构和构造板块的运动产生巨大影响。皮尔森说:“地球是这样一个动态星球的众多原因之一是地球内部含有一些水。水改变一个星球所有的运作方式。”

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