地下“海洋”被逮住了！水量或是地表六倍，还在从地表偷水

从太空俯瞰地球，可以看到蔚蓝的大海覆盖了大半个地球。整个地球表面海洋的水量是十分惊人的，大约有13.7亿立方公里。

就我们人类目前已经探测到的，全世界所有海洋的平均深度大约是3700多米，其中最深的莫过于马里亚纳海沟，大约是11000多米深。

有一个问题，不知读者们想过没有：海水会不会漏到海底下面？就像雨水浸入岩石一样。

根据法兰克福歌德大学地球科学研究所的一项国际研究，研究人员发现地球上地幔和下地幔之间的过渡带其实含有大量的水，而且这些水竟是来自地球表面海洋。

怎么发现的？原来是通过钻石。

德国-意大利-美国研究小组使用包括拉曼光谱和 FTIR 光谱在内的技术分析了在地球表面以下 660 公里处形成的稀有钻石。该研究证实了长期以来的一种理论，即海水伴随着俯冲板片进入过渡带。这意味着我们星球的水循环包括地球内部。

橄榄石

过渡带（transition zone，TZ）是对分隔地球上地幔和下地幔的边界层的名称。它位于410至660公里的深度。TZ 中高达 23,000 巴的巨大压力导致橄榄石（占地球上地幔的 70%，也称为橄榄石）改变其晶体结构，成为更致密的矿物。

“这些矿物转变极大地阻碍了地幔中岩石的运动，”法兰克福歌德大学地球科学研究所的 Frank Brenker 教授解释说。“俯冲板块通常很难突破整个过渡带。因此，在欧洲下方的这个区域中，有一个完整的此类板块墓地。”

研究小组分析了一颗来自非洲博茨瓦纳的钻石。它形成于 660 公里深处，就在过渡带和下地幔之间的交界处，那里的林伍德岩是主要矿物。这个地区的钻石非常稀有，即使在超深产地的稀有钻石中，也只占钻石的1%。

此外，研究小组确定了钻石的化学成分，发现它几乎与世界上任何地方玄武岩中发现的几乎所有地幔岩石碎片完全相同。这表明这块钻石肯定来自地幔的正常部分。

分析表明，这块钻石含有大量的菱镁石内含物——这些内含物的含水量很高。

“在这项研究中，我们已经证明过渡带不是干海绵，而是含有大量的水，不同之处在于那里没有海洋，而是含水岩石，但它既不会让人感到潮湿，也不会滴水。

密集的矿物 wadsleyite 和 ringwoodite 可以（与较小深度的橄榄石不同）储存大量的水——事实上如此之大，以至于过渡带理论上能够吸收我们海洋中六倍的水量。

过渡带的高含水量对地球内部的动态状况产生了深远的影响。例如，在来自下方的热地幔羽流中可以看到，这些羽流卡在过渡带中。在那里，它们加热了富含水的过渡带，进而导致形成新的较小的地幔柱，吸收过渡带中储存的水。

如果这些较小的富含水的地幔柱现在进一步向上迁移并突破边界到达上地幔，则会发生以下情况：地幔柱中所含的水被释放，从而降低了新兴物质的熔点。因此，它会立即融化，而不是像通常发生的那样，在它到达表面之前才融化。

结果就是导致地幔这部分的岩体总体上不再那么强硬，这使得运动更具活力。过渡区原本是那里的动态障碍，突然成为全球物质循环的驱动力。

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