地球的肚子里藏着两大秘密

地球有“一大肚子水”

日本东京技术学院的科学家曾经猜测,地球不仅是地壳表层存在水,在地壳下面地幔里,也很可能有水。科学家还做了一个模拟距地表650~2900公里的“下地幔”。模拟下地幔是按照真实下地幔中的元素和各自在地幔中所占的比例,由含镁、铁、钙、硅、氧等元素混合矿物做成。

因下地幔中化合物吸收了大量的水,所以从矿物发射的光谱可以分析出其含水量。根据检测到的数据进行模拟后发现,模拟下地幔中的物质里水含量占0.2%。科学家推测,地球内部的水是地表水的5倍多。

今年6月,美国新墨西哥大学和西北大学的研究人员在《科学》杂志上的报告说,地球内部可能存在着一个水量相当于地表海洋总水量3倍的“隐藏的海洋”。

这一“隐藏的海洋”位于地球内部410公里至660公里深处的上下地幔过渡带,是以水分子的形式存在于一种名为林伍德石的蓝色岩石中。研究人员在利用遍布全美的2000多个地震仪分析了500多次地震的地震波后,得出了这一结论。

今年3月,加拿大阿尔伯塔大学研究人员在英国《自然》杂志上发表的报告显示,他们首次发现了来自上下地幔过渡带的一块林伍德石,其含水量为1.5%,也证明有关过渡区含有大量水的理论是正确的。这个林伍德石样本表明,地幔过渡层存在蓄水层,含水量可能相当于地球表面水量的总和。

2007年,美国华盛顿州立大学的一个地震学小组分析了将近60万份的震波图。他们注意到,在亚洲大陆下面地震波表现出了减弱的现象,而且速度也略有减慢。因为水可以减慢地震波的速度,所以大量的减弱和减慢的迹象可以预测那里存在着水。所发现的这些水体均被禁闭在位于地表以下700到1400公里的岩石之中。

科学家推测在东亚所处位置的下地幔中,存在着一个非常巨大的水库,其中的含水量相当于一个北冰洋的水量。

综合种种研究,地球地幔区域应该存有大量的水,这改变了以往人们对地球内部成分的认识。

“吞石头 吐钻石”地球内部碳循环

科学家推测,地球地层深处很可能会在某一段时间内进行一次碳循环,与植物不同的是,地球“吞”的是石头,“吐”的是钻石。

目前地球大部份钻石来自地表下不到19公里的地方,其成分与地表岩石相同,这是因为地壳变动,把地表岩石带到较浅的地幔,地幔内部特殊环境把部份岩石“变成”钻石,之后,部份钻石又被火山爆发所产生的金伯利岩带到地表。人们寻找钻石矿就是由寻找金伯利岩开始。

2011年9月,美国卡内基研究院的研究人员对来自地表以下700公里深处地幔层的钻石进行了分析,发现其包含的杂质成分与海洋底壳一致,为地球碳循环深及地表以下数百公里提供了直接证据。论文发表在当年9月15日的《科学快递》网络版上。

研究人员对6块来自巴西捷那地区钻石中的包裹体进行分析后发现,其所含物质最初是一种单一的矿物结晶,形成于地表700公里以下,随后在地幔中以羽流形式携运上升,随着金伯利岩喷发到地表,再次结晶到多种矿物中。

研究小组对钻石中的碳原子进行分析后发现,其中4个钻石都含有少量的碳-13,这种情况在下地幔是不可能出现的,和起源于地球表面的大洋底壳一致,说明其起源于海洋底壳层,随后运动到下地幔。

所以,地球下地幔也能“吞石头,吐钻石”,下地幔与地表之间在持续着一种“碳循环”――而这很可能是地幔大规模运动的一种规律。

此外,美国华盛顿卡内基研究所的科学家使用实验室的设备,模拟地球深处压力环境。在加压过程中,科学家在设备里投入一种新的岩石材料,这种岩石材料由二氧化碳转化而成,科学家将其称为聚合物二氧化碳。实验结束后,这种材料变成了一种“超级钻石”。这个实验从侧面证明,当地表岩石进入地幔以后,被地幔加工成钻石的概率极高。

地球肚子里还可能藏着什么秘密

除了上面2个秘密外,地球“肚里”还有什么不为人知的秘密吗?

科学家报告说,几千万年来,细菌一直生活在地球表面下的深处,与太阳光没有联系。研究人员在南非一个金矿钻进到2.8公里深处的一个水层中后,对水层和矿的其他地方进行了采样。他们发现了厚壁菌门(Firmicute)的一种靠降解硫酸盐化合物为能源的细菌。这些生物体似乎完全独立于任何与光合作用有关的能源。

另外科学家还发现,一些细菌竟然可以生存在高达2万个大气压的环境里,而过去的研究认为,细菌或者其他形式的生命无法生存在超过几千个大气压的环境里。科学家因此怀疑,在更深的地球深处,还藏着存在包括另类生命形式等在内的诸多秘密。**

大纪元记者郑孝祺综合报导

责任编辑:伊萍

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