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孙凤蓬

　　最近，地质学家通过实验室模拟，在人们最意想不到的地表之下1000多公里的地层深处找到了水。在温度达1000℃以上、并且承受高压的矿物岩里，可能储藏着相当于地球所有大洋中水量之5倍的水。而且该项发现还很可能有助于弄清地球是如何形成和发育的。

　　在地表之下650公里至2900公里的深处，是围绕在富含铁质的地核周围的高热、高压物质。日本东京科学院的专家估计，在这被称为下部地幔的矿物质中，可能包含有达到其自身质量0.2的水。已有的行星理论，推测了在其形成之初所出现的早期蒸发物质的数量，如水和二氧化碳的数量，而现在的发现则预示着地球初始阶段混合物质的数量，可能已经超出了早先的预料。

　　千百万年来，地幔像一只盛有热汤的锅子一样，处于剧烈的搅拌与动荡之中，这使得地幔的构造层带运动，并且使地幔的化学成分混合。粘性更大的地幔会搅拌与动荡得更快。在下部地幔中由矿物质形成水，可能也会影响地幔的构造层带，使之不容易下沉到地层更深的地方。当构造层带下沉、加热和受挤压时，它们释放的水可能会软化围绕的地幔，以及松缓它们的下沉通道。

　　在稍高一点的地幔中，即在大约地表之下400公里至650公里之间深度的区域叫做转换带，因为它位于上部和下部地幔之间，在这里就可能存有相当于几个大洋的水。科学家发现，在下部地幔的矿物质中，可能保留有大约其上位岩石质量之十分之一的水，但因为下部地幔的体积比转换带的体积大得多，所以它具有相当多的水。

　　英国布利斯托尔大学的地质学家认为，该项发现有助于推进有关在地幔之中锁存有多少水的争论。他说直到现在，大部分人仍坚持认为在地幔中没有多少水。此外，在两年前进行的另一项类似研究中，得出的结论是地幔之下根本没有多少水。

　　日本科学家在实验室中模拟下部地幔，他们采用了构成该区域之大部分的三种矿物质进行研究。他们设计应用了一种多砧的特殊实验装置，以再现地幔下变化异常剧烈的苛刻条件，同时对矿物质用硬齿挤压和加热。在大约1600℃和25万个大气压下，他们应用二级离子质量光谱测定技术，测定了氢的数量，该技术使离子束冲击矿物质，并探测从矿物质表面放散出的离子。已有的其他研究结果表明，在该等矿物岩中得到的任何氢，都来自于其间存囿的水。最后，专家检测到了比实验预想要多得多的氢，从而得出了目前的结论。

--《中国海洋报》1213期