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      鉆石揭示了地球內(nèi)部已知最深水的跡象
      
			
      
				2018-12-16 10:19:43
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      在地球炎熱的內(nèi)部深處，冰潛伏著?，F(xiàn)在，一種嵌入鉆石中的超緊密冰塊，提供了第一條直接線索，即在地幔深度超過610公里的地方有豐富的水。
      

      鉆石揭示了地球內(nèi)部已知最深水的跡象
      

      這種由其晶體結(jié)構(gòu)識(shí)別并稱為冰-VII的冰在地球表面不存在。研究人員在3月8日的“ 科學(xué)”雜志上報(bào)告說，它只能在大于24千兆帕斯卡的壓力下形成 - 相當(dāng)于610到800公里的深度。它在鉆石中的存在表明，在上地幔和下地幔之間的過渡區(qū)，甚至在下地幔的頂部都有富含水的流體。
      

      “這真是我們第一次看到這樣深處的水，”耶路撒冷希伯來大學(xué)的地幔巖石學(xué)家Oded Navon說，他沒有參與這項(xiàng)新的研究。
      

      當(dāng)?shù)貧さ陌鍓K沉入下面的地幔層時(shí)，它們會(huì)將海水拖入其中。板坯沉沒的深度是一個(gè)長期存在的問題。研究人員懷疑，深層地幔中存在豐富的含水流體，這些含水液體帶有富含水的礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)在到達(dá)過渡區(qū)時(shí)會(huì)脫水。但科學(xué)家以前沒有找到這種水的直接證據(jù)。
      

      這就是鉆石進(jìn)入的地方。鉆石在高溫和高壓下形成，在富含礦物碳酸鹽的口袋中結(jié)晶，然后被噴射到巖漿表面(SN：4/30/16 ，第8頁)。當(dāng)金剛石晶體形成時(shí)，它們可以包圍來自周圍環(huán)境的微量流體或巖石。這些雜質(zhì)代表了地幔的微小膠囊。鉆石內(nèi)含物是科學(xué)家在地表下方一公里以上進(jìn)入地球結(jié)構(gòu)的唯一直接窗口。
      

      拉斯維加斯內(nèi)華達(dá)大學(xué)的礦物學(xué)家Oliver Tschauner和他的同事開始研究鉆石內(nèi)含物 - 但他們并不是在尋找冰。他們正在尋找二氧化碳分子形態(tài)的跡象，這可能有助于揭示碳從板塊進(jìn)入地幔的循環(huán)線索。研究人員使用了一系列技術(shù)，包括X射線衍射，紅外光譜和X射線熒光，試圖確定三顆鉆石中夾雜物的成分，一顆來自中國，另外兩顆來自南部非洲。
      

      該團(tuán)隊(duì)沒有二氧化碳，而是看到了一些X射線在穿過鉆石時(shí)如何散射的模式。這種模式指向了冰-VII。這種極高壓形式的冰的存在是鉆石必須形成的深度的有力線索。鉆石還含有富含某些鹽的獨(dú)立的流體包裹體，如方解石鎂和巖鹽，以及富含碳的流體。
      

      地幔深處的富含水的流體對(duì)于推動(dòng)循環(huán)來說非常重要，這種循環(huán)可以促進(jìn)構(gòu)造板塊的運(yùn)動(dòng)和火山的噴發(fā)。Navon說，通過在壓力下降低熱巖石的熔點(diǎn)，水的存在可以使巖石更容易融化。流體可以幫助在地幔內(nèi)重新分配熱量。
      

      更重要的是，一些大的，產(chǎn)生熱量的放射性元素，如鉀，釷和鈾，不易融入礦物的剛性結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，所以更喜歡融化的巖石。“你只需要一點(diǎn)點(diǎn)液體，它們就會(huì)進(jìn)入熔化狀態(tài)，”Navon補(bǔ)充道。
      

      該研究還提出了另一個(gè)謎。鉆石內(nèi)的流體包裹體起源于較淺的深度，可能在地表以下150至200公里處，含有水，鹽和碳酸鹽混合物。但Tschauner和他的同事發(fā)現(xiàn)，在他們的深鉆石中，夾雜物是單獨(dú)隔離的：一個(gè)夾雜物中的冰，另一個(gè)夾雜物中的碳酸鹽，三分之一的鹽。“我們感到驚訝的是，他們都是分開的而不是一起出現(xiàn)，”Tschauner說。
      
			

			
        
      
			
      
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