地下1000公裡隱藏140億億噸水，如果沒有它們，生命不會出現

在地球上，海洋不僅覆蓋著地表面積的71%，而且覆蓋了地球生物圈的90%，還包含了97%的地表水。據估計，全球海水的總體積約為13.5億立方千米，如果海水的平均謎底按照1030千克/立方米來計算，那麼，海水總重將近140億億噸。

不過，這些水並不是地球上的全部，還有相當多的水隱藏在地下1000公裡之處。這些特殊的水對於地球演化至關重要，甚至也左右著地球生命。那麼，這些水有什麼來頭？



地球的內部結構可以分為三大部分。最上層是厚度為幾十公裡的地殼，其主要成分為花崗巖和玄武巖，最深處的溫度可達300 ℃。中間層是厚度為2900公裡的地幔，其主要成分為富含鐵和鎂的矽酸鹽巖石，溫度可達上千度，最深處的溫度達到了3500 ℃。最下層是厚度3400公裡的地核，其主要成分為鐵和鎳合金，最深處的溫度可達5500 ℃。

迄今為止，人類鑽探到最深的地方還沒有超過13公裡，這意味著人類還沒挖穿地殼。那麼，科學家又是如何發現地幔中有水呢？地幔的溫度高達上千度，水又是如何存在的呢？



雖然人類現在無法直接對地幔進行探測，但地球內部是活躍的，地幔中的一些物質有時候會以某些方式遷移到地表。此前，美國西北大學（Northwestern University）的科學家找到了一顆非常特別的鑽石。天然鑽石是在數百公裡深的地幔中形成，那裡有足夠高的溫度和壓力。經過幾億年乃至十幾億年的時間，碳元素逐漸結晶成為鑽石。

研究表明，科學家找到的這顆鑽石來自於9000萬年前，它當時隨著火山噴發從地幔來到地表。這顆鑽石是不完美的，它在形成期間，有一小塊礦物混進去，所以它裡面至今還包裹著礦物。



鑽石能夠完好地保存其中的礦物質，這是研究地幔的好機會。分析表明，該礦物是鐵方鎂石，它還吸收了一些鉻、鈦等金屬，這意味著它來自於地表下方1000公裡的下地幔。科學家還在其中檢測出了氫氧根離子（OH-），這是存在水的確切證據，因為水可以電離成氫離子（H+）和氫氧根離子。

由此可見，地球的水循環深入地幔之中。研究表明，地球內部每年會吞噬掉大約30億噸海水，同時又會有大量的地下水隨著火山噴發和地質運動回到地表，從而形成一個水循環。



地幔中的水並不是液態水，它們主要與鎂石相結合，形成了富含水的水鎂石。科學家估計，地下深處的水儲量極高，與海水總量相當。目前，科學家還不清楚這麼多的水最初是如何到達地幔深處。

地下深處的水就像「潤滑油」一樣，讓地幔對流更容易實現。正是有了地幔對流，板塊之間才能不斷運動，活火山得以形成，這樣才有了地殼。如果地球內部的水乾涸掉，或者水循環消失，那麼，地球內部的活動將很快會停止，強大的地球磁場會隨之消失，地球生命也將不復存在，或者生命從一開始就不會出現。



除了地球內部有大量水之外，太陽系中的一些冰凍天體的下方也有大量水，例如，木衛二冰凍表面的下方有一個巨大的海洋，深度可達100公裡，其水儲量估計為地球海洋的2倍。對於木衛二而言，這些地下液態水可能也是特殊的存在，如果要找外星生命，或許可以在那裡找到。