地核中可能含有地球上大部分水
2020-01-17汪洋
资源环境与工程 2020年4期
https://www.nature.com/articles/s41561-020-0578-1
汪洋,编译.朱建东,校.
水在生命的出现和发展中扮演了重要角色,地球是太阳系中唯一表面存在液态水的行星。但这些水是从哪里来的,地球的水含量有多少?目前对地球水的含量和分布的估计有很大的不确定性,这主要是由于缺乏关于地球深处的信息。
8月18日发表于《自然—地球科学》的一项研究表明,地球可能在其演化的早期阶段从富含氢的太阳星云中获得了相当数量的水,而地球中大量的水可能已经进入了地核。
此项研究中,科学家利用分子动力学和热力学集成技术,计算了在压力20~135 GPa、温度2 800~5 000 K的条件下铁和硅酸盐熔体之间的水的分配。结果表明,在地核—地幔分异和地核—地幔边界条件下,水的亲铁性随温度的升高而减弱;然而,在地核形成条件下,对于还原和氧化反应,水总是强烈地分割到铁液中。通过计算平衡铁硅酸盐熔体中氢的分布的经验计数方法也验证了水的亲铁性。据此,研究人员认为,地核可能扮演着一个大型水库的角色,其中包含了地球上的大部分水。