地表下1000公里處存有大量水對地球生命至關重要

知識 11-30

水覆蓋了大約70％的地球表面，但我們地球內部也存在大量的水。兩項最新研究表明，在地表下至少620英里（約1000公里）處可能存在大量的水。如果地球沒有儲存這麼大量的水，引發火山運動的地球動力學活動將停止，而火山運動對於土壤的產生和維持地球上的生命至關重要。

在第一項研究中，來自美國佛羅里達州立大學和英國愛丁堡大學的研究人員估計，與之前科學家認為的相比，這些水位於地球更深之處，存儲於一種被稱為水鎂石的礦物中。

雖然這些水的數量仍未知，但研究人員認為它可能佔地球重量的1.5％——這與世界上所有海洋加起來的水量相當。領導該研究的麥那克·穆柯吉表示：「我們認為在這樣的深度，水不可能儲存在水鎂石等含水礦物中。但現在我們知道它在那裡，我們需要弄清楚實際上有多少水可以有效地存儲在地球內部。」

在另一項類似研究中，來自美國西北大學的研究人員表示，與以前看到的水相比，這種水儲存於地球更深的地方，在地表與地核邊緣之間的三分之一處。研究人員發現了一顆鑽石，是9000萬年前巴西捷那地區聖路易斯河附近一座火山噴發而來的。這顆鑽石存在瑕疵，含有鑽石形成過程中捕獲的礦物質。

當研究人員在顯微鏡下觀察它時，他們看到了氫氧基離子的存在的證據——氫氧基離子通常來自水。這顆鑽石缺陷的性質，表明它形成於地球較深的地幔層。

在接受《新科學家》雜誌採訪時，領導這項研究的史蒂夫·雅各布森稱：「這是來自地球最深處有關地球存在水循環的證據。」他表示：「它帶給我們的重要信息是，地球上的水循環比我們想像的範圍更大，延伸至更深的地幔層。」

其中一項研究表明水鎂石可能經歷一個高壓階段，將水輸送到更深區域，而不是分解。在維持地表以下的地質活動方面，水發揮著關鍵作用。穆柯吉博士表示：「地球內部的水至關重要，因為它有助於地幔對流——在地質年代範圍內，固體岩石從較熱地區移動至較冷地區的過程。

他指出：「如果地球內部沒有水，地幔對流將是低效的，並最終將停止。地幔對流在地表上的表現是板塊運動（火山產生的過程）。在我們生活的地球地殼形成的過程中，火山中發揮著重要作用。所以如果火山活動停止，地殼的形成也會停止，行星活動也最終會停止。」

在研究中，研究人員發現了一顆鑽石，於9千萬年前火山爆發時噴出，表明地球較深地幔層有水形成。雅各布森博士補充說：「水與海洋地殼混合，並在會聚邊界（板塊運動彼此會合的界線）處出現俯衝。把水引入地幔層有助於岩石的溶化和對其軟化，可能像油脂一樣能促進板塊的運動。」

此前，來自加拿大阿爾伯塔大學的研究人員建議，地表下深處鎖定的水可能佔地球重量的1.5％——與世界上所有海洋加起來的水量相當。現在，研究人員準備確定這種情況是否屬實，通過模擬試驗，更好地了解在地表下這一深度水鎂石的物理屬性。

沒有水，地球板塊構造的運動將受到影響，並可能導致不再有火山活動。火山活動對於土壤的產生至關重要，所以沒有火山活動各種生命也會停止。

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