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美科学家发现地下660公里水源水量为全球海洋3倍|科学家发现地下水源|水量全球海洋3倍

2015/5/26 4:03:01
文章来源:网络

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美国科学家在北美地壳约660公里下发现隐藏水源,为迄今发现的最大地下水源,含水量足以填满海洋3次。专家指出,今次发现或改写地球海洋的构成理论。

美国西北大学的地球物理学家雅各布·森(SteveJacobsen)及新墨西哥大学的地震学家施曼特(BrandonSchmandt)合作研究地球的水来自何方。研究人员利用全美约2000个地震仪分析逾500次地震的地震波。地震波能穿透地球内部,借由观察穿透速度的变化,可分析地壳及地幔的结构。

含水量填满海洋3次

研究人员发现,美国地表660公里下方的地幔过渡带有岩浆存在,估计是由于尖晶橄榄石(Ringwoodite)等存在于地壳深处的岩石内含有水分子。当板块运动时,这些岩石因高温高压而释出水分,并融化形成岩浆,向上冒升。研究人员以尖晶橄榄石模拟在高温高压下的状态,证实其对地震波的影响与现有地震数据吻合。

雅各布森指出,此前科学界普遍认为地球上的水是由撞击地球的冰彗星或其他外物带来,但最新研究说明,地球上的水或本身存在于地球内部,因地壳活动而冒出地表,形成海洋。假设地幔过渡带中岩石重量的1%为水分,其含水量便相当于全球海水容量的3倍。不过由于这些水分位置极深且非以液态存在,相信难以抽取应用。他希望未来可透过收集其他地区的地震数据,进一步了解地下构造。研究报告刊于《科学》期刊。

“隐藏的海洋”位于地幔过渡带

美国科学家12日说,地球内部可能存在着一个水量相当于地表海洋总水量3倍的“隐藏的海洋”。这一发现也许有助于解释地球上海洋的水从何而来。

美国新墨西哥大学和西北大学的研究人员在《科学》杂志上报告说,这一“隐藏的海洋”位于地球内部410公里至660公里深处的上下地幔过渡带,其水分并不是我们熟悉的液态、气态或固态,而是以水分子的形式存在于一种名为林伍德石的蓝色岩石中。

研究人员利用遍布全美的2000多个地震仪分析了500多次地震的地震波。这些地震波会穿透包括地核在内的地球内部,由于水会降低地震波传播的速度,研究人员可以据此分析地震波穿透的是什么类型的岩石。结果表明,就在美国地下660公里深处,岩石发生部分熔融,且从地震波传播速度减缓来看,这是可能有水存在的信号。

与此同时,研究人员在实验室中合成上下地幔过渡带中存在的林伍德石,当模拟地下660公里深处的高温高压环境时,林伍德石发生部分熔融,就像出汗一样释放出水分子。

“我想我们最终找到了整个地球水循环的证据,这或许有助于解释地球地表大量液态水的存在,”西北大学地球物理学家史蒂文·雅各布森说,“几十年来,科学家一直在寻找这一缺失的深层水。”

地球上水的来源有多种说法,一些人认为是彗星或陨石撞击地球带来的,也有人认为是从早期地球的内部慢慢渗透出来的。新发现为后一种说法提供了新的证据。

今年3月,加拿大艾伯塔大学研究人员在英国《自然》杂志上报告说,他们首次发现了来自上下地幔过渡带的一块林伍德石,其含水量为1.5%,从而证明有关过渡区含有大量水的理论是正确的。

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