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神奇的尖晶石

地球在很多方面與太陽系的其他成員都不一樣，但是與人類的生存最息息相關(guān)的地方是地球表面存在大量的液態(tài)水。這些水是如何出現(xiàn)的，至今還是一個存在爭議的問題?？茖W(xué)家一直認(rèn)為，地球上絕大部分的水都來自于彗星，但是最近歐洲太空總署羅塞塔計劃的發(fā)現(xiàn)對此提出了質(zhì)疑。

俄亥俄州立大學(xué)的研究人員提出了不同的假設(shè)：如果地球自己能制造水呢？

這個有趣的假設(shè)是助理教授Wendy Panero和研究生Jeff Pigott提出的。他們假設(shè)存在一種人們以前不了解的地質(zhì)化學(xué)過程可以在地球深處制造水，這些水最終在地球板塊運動中上升到地球表面變成海洋。如果他們是對的，地球上大部分的水可能都是這么來的，只有一小部分水來自彗星和其他太空物質(zhì)。

幾個月前這樣的假設(shè)可能被認(rèn)為是無稽之談，但是現(xiàn)在來自67P彗星的數(shù)據(jù)也對傳統(tǒng)的觀點提出了質(zhì)疑。羅塞塔計劃已經(jīng)取得了來自彗星的水樣本，并將它與地球上的水進行了比較。如果地球上的水真的來自67P等木星系的彗星，兩種水中的氫同位素比例應(yīng)該是差不多的。分析表明，來自67P的水中的重氫含量明顯高于地球中的水，這說明地球上的水不是來自這些彗星。天文學(xué)家指出，地球上的水也可能來自小行星，雖然小行星上的水比彗星少得多。

我們不用靠俄亥俄州立大學(xué)的新研究就能明白這個問題。這里的核心問題是，巖石的外表可能是干的，但是在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中，有些礦物質(zhì)確實可以產(chǎn)生大量的水。這些研究人員說，氫原子可以通過巖石的天然縫隙進入巖石內(nèi)部，而很多礦石中都含有豐富的氧。在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫l件下，氫原子和氧原子就可能以水的形式釋放出來。

為了檢驗這個假設(shè)，研究團隊用一種叫做金剛石鉆壓槽的設(shè)備壓縮了幾種不同的礦石。這樣可以使小塊的巖石樣本處于與地球深處類似的壓力狀態(tài)之下。同時，他們用激光加熱巖石，來模擬地幔附近的溫度。這樣，研究人員可以了解到不同的礦石可以儲存多少氫，從而計算出在不同的巖石層可以產(chǎn)生多少水。

有些礦石捕獲的氫很少，但是尖晶石（見上圖）似乎很有可能是地下的造水工廠。尖晶石的儲量很大，而且它們可以與同樣含水量很大、位于地下更深處的石榴石合作，可能形成的水量相當(dāng)于現(xiàn)在地表總水量的50%。在板塊運動的作用下，這些礦石會升到地表，并攜帶游離的氫原子和氧原子一起上升。這兩種原子在地表會形成水，當(dāng)最終匯聚成海洋。

（原文轉(zhuǎn)自geek.com，原作者：Ryan Whitwam，蝌蚪君編譯。轉(zhuǎn)載請標(biāo)注來源。）