现在看地球,满是蓝汪汪的海洋。但46亿年前的地球,根本不是这模样——天上地下全是岩浆,像个烧红的大铁球,液态水连一秒都待不住。

那覆盖70%地表的水,到底从哪冒出来的?最近《科学》杂志的一篇新研究,终于把这个谜题解开了一半。

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早期地球的“岩浆狂欢”

46亿年前,地球刚诞生,太空里的陨石、小行星天天砸过来。撞击能量太大,把地球表面和内部都烧得熔融,形成了一层“岩浆海洋”——整个星球就是流动的大火炉,温度高到任何液态水都蒸发成气体,然后跑掉。

但现在地球不仅有海洋,还有地下水、大气里的水,总水量多到惊人。科学家琢磨了几十年:这些水怎么在那场“岩浆灾难”里活下来的?

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地幔里的“水仓库”——布里奇曼石

研究团队的答案藏在地球内部的矿物里。

地幔占地球体积84%,而布里奇曼石(bridgmanite)是地幔最多的矿物,占比超70%。以前科学家以为这矿物锁水差——但那是因为之前实验温度太低,没模拟出早期地球的真实环境。

这次团队用了“黑科技”:金刚石压腔。这东西能把两个金刚石压在一起,模拟660公里深的地幔压力,再用激光加热到4100℃——比太阳表面温度(约5227℃)低一点,但已是实验室能达到的极端高温。

然后他们用cryo-3D电镜、NanoSIMS(纳米二次离子质谱)等工具,仔细看布里奇曼石里的水。结果发现:温度越高,布里奇曼石锁水越多!

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早期地球锁了多少水?

实验数据显示,早期岩浆海洋温度极高,布里奇曼石的锁水能力比以前估计的强5到100倍。模拟计算后发现:

岩浆海洋凝固后,地幔里锁的水总量,相当于现在全球海洋体积的0.08到1倍——最少是现在海洋的8%,最多和现在一样多!

这些水不是“冻”在矿物里,而是以原子形式“溶”在布里奇曼石结构里,藏得严严实实。

藏在地下的水,后来“跑”回表面了

这些水没一直待在地幔深处。随着地球慢慢冷却,地幔开始循环——热岩石往上冒,冷岩石往下沉。藏在布里奇曼石里的水,跟着岩浆一起被“挤”到地表

这些水一到表面,就变成了原始海洋和大气。而且,水降低了地幔岩石的熔点和黏度,让板块能慢慢移动——要是没有这些水,地球可能还是死气沉沉的岩石球,根本不会有生命。

原来地球早期的水,是“躲”在地幔布里奇曼石里才活下来的。这个发现不仅解开了水起源谜题,还让我们更懂地球怎么变成了现在的生命星球。

你有没有想过,要是早期地球没锁住这些水,现在的地球会是什么样?留言聊聊你的想法吧~