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这种矿石可能是地下的造水工厂

2014-12-25  红豆居士
这种矿石可能是地下的造水工厂
北京晨报2014-12-24 00:00 

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神奇的尖晶石

地球在很多方面与太阳系的其他成员都不一样,但是与人类的生存最息息相关的地方是地球表面存在大量的液态水。这些水是如何出现的,至今还是一个存在争议的问题。科学家一直认为,地球上绝大部分的水都来自于彗星,但是最近欧洲太空总署罗塞塔计划的发现对此提出了质疑。

俄亥俄州立大学的研究人员提出了不同的假设:如果地球自己能制造水呢?

这个有趣的假设是助理教授Wendy Panero和研究生Jeff Pigott提出的。他们假设存在一种人们以前不了解的地质化学过程可以在地球深处制造水,这些水最终在地球板块运动中上升到地球表面变成海洋。如果他们是对的,地球上大部分的水可能都是这么来的,只有一小部分水来自彗星和其他太空物质。

几个月前这样的假设可能被认为是无稽之谈,但是现在来自67P彗星的数据也对传统的观点提出了质疑。罗塞塔计划已经取得了来自彗星的水样本,并将它与地球上的水进行了比较。如果地球上的水真的来自67P等木星系的彗星,两种水中的氢同位素比例应该是差不多的。分析表明,来自67P的水中的重氢含量明显高于地球中的水,这说明地球上的水不是来自这些彗星。天文学家指出,地球上的水也可能来自小行星,虽然小行星上的水比彗星少得多。

我们不用靠俄亥俄州立大学的新研究就能明白这个问题。这里的核心问题是,岩石的外表可能是干的,但是在适当的环境中,有些矿物质确实可以产生大量的水。这些研究人员说,氢原子可以通过岩石的天然缝隙进入岩石内部,而很多矿石中都含有丰富的氧。在适当的温度和压力条件下,氢原子和氧原子就可能以水的形式释放出来。

为了检验这个假设,研究团队用一种叫做金刚石钻压槽的设备压缩了几种不同的矿石。这样可以使小块的岩石样本处于与地球深处类似的压力状态之下。同时,他们用激光加热岩石,来模拟地幔附近的温度。这样,研究人员可以了解到不同的矿石可以储存多少氢,从而计算出在不同的岩石层可以产生多少水。

有些矿石捕获的氢很少,但是尖晶石(见上图)似乎很有可能是地下的造水工厂。尖晶石的储量很大,而且它们可以与同样含水量很大、位于地下更深处的石榴石合作,可能形成的水量相当于现在地表总水量的50%。在板块运动的作用下,这些矿石会升到地表,并携带游离的氢原子和氧原子一起上升。这两种原子在地表会形成水,当最终汇聚成海洋。

(原文转自geek.com,原作者:Ryan Whitwam,蝌蚪君编译。转载请标注来源。)

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