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第一个登上太空的地球人 ， 苏联宇航员加加林回望地球时说 ， “地球应该叫水球” 。 他说得没错 ， 因为海洋覆盖了71%的地球表面 ， 陆地的面积只占29% 。 但是这还不够 ， 有科学家发现 ， 地球的内部还储存着大量的水 ， 地表之下几百公里深处 ， 还藏着一片“海洋” 。
根据德国法兰克福歌德大学地球科学研究所的一项国际研究 ， 地球的上地幔和下地幔之间的过渡带含有大量的水 。 一个由来自德、意、美等国家的科学家组成研究小组 ， 利用拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等技术 ， 分析了一颗在地表以下660公里处形成的稀有钻石 。 这项研究证实了长期以来只是一种理论的东西 ， 即海水伴随俯冲板块而进入过渡带 。 这意味着我们星球的水循环系统 ， 还包括地球的内部 。
过渡带（TZ）是分隔地球的上地幔和下地幔的边界层 ， 它位于地表410至660公里深处 。 过渡带内高达23000帕的巨大压力导致橄榄绿矿物改变其晶体结构 ， 形成橄榄岩 ， 而地幔70%的物质由这种岩石构成 。 而在过渡带的上边界 ， 深度约410公里处 ， 这种岩石被转化为密度更高的具β-尖晶石的瓦茨利石(Wadsleyite) ， 在520公里处 ， 它会变质为密度更大的具γ-尖晶石结构的林伍德石(Ringwoodite) 。
法兰克福歌德大学地球科学研究所的弗兰克·布伦克教授（FrankBrenker）解释说：“这些矿物转化极大地阻碍了地幔中岩石的运动 。 ”例如 ， 地幔柱从深地幔中升起的热岩柱有时会直接停在过渡带下方 ， 质量朝相反方向的运动也会停止 ， 俯冲板块通常很难突破整个过渡带 。 因此 ， 在欧洲下方的这一地带 ， 有一个完整的此类板块的“墓地” 。
有人可能会问 ， 这些科学家是怎么取得地表之下几百公里深的岩石的？答案就在于地球的水循环 ， 海洋的水能流入地球内部 ， 而火山活动能将地下的水送回地面 ， 地球深处的物质就可能在这个过程中“搭便车” ， 到达地面 。
很长一段时间以来 ， 科学家不知道物质进入过渡带对其地球化学组成的长期影响 ， 以及过渡带是否真的存在大量的水 。 而一颗来自地底深处660公里的钻石 ， 给科学家们带来了答案——这颗林伍德石携带水分 。 科学家们根据这颗岩石推测 ， 过渡带具备巨大的储水能力 ， 能够容纳相当于地表海洋6倍的水量 。
这块钻石来自非洲博茨瓦纳 ， 形成于660公里深处 ， 正好位于过渡带和下地幔之间的界面 ， 林伍德石是那里的主要矿物 。 但是在地球表面 ， 这样的钻石非常罕见 ， 甚至在稀有的超深源钻石中也是如此 ， 仅占钻石总量的1% 。 分析表明 ， 该石头含有大量环木石包裹体 ， 显示出高含水量 。
此外 ， 研究小组能够确定石头的化学成分 ， 它几乎与世界各地玄武岩中发现的几乎所有地幔岩石碎片完全相同 。 这表明这颗钻石肯定来自地球地幔的一块普通碎片 。 在这项研究中 ， 科学家们证明了过渡带不是一块干海绵 ， 而是含有大量的水 。 但那里并没有一片波涛汹涌的海洋 ， 而是大量的含水岩石 。
早在2014年 ， 科学家们就在来自过渡带的一颗钻石中首次发现了含水环木石 。 布伦克教授也参与了这项研究 。 然而 ， 由于那块石头太小 ， 无法确定其精确的化学成分 。 因此 ， 尚不清楚第一次研究的地幔总体代表性如何 ， 因为其含水量也可能是由外来化学环境造成的 。 相比之下 ， 本次研究中调查的来自博茨瓦纳的直径1.5厘米钻石中的包裹体足够大 ， 可以确定精确的化学成分 ， 这为2014年的初步结果提供了最终确认 。
过渡带的高含水量对地球内部的动态状况具有深远的影响 。 这意味着很多事情 ， 例如 ， 热地幔柱加热富水过渡带 ， 进而导致形成新的较小地幔柱 ， 进一步吸收过渡带中储存的水 。 如果这些较小的富水地幔柱现在进一步向上迁移 ， 并突破边界进入上地幔 ， 则会发生以下情况：地幔柱中所含的水被释放 ， 从而降低新兴物质的熔点 。
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