揭秘地球水资源：地幔水才是真正的主角

揭秘地球水资源：地幔水才是真正的主角

地球上的水资源究竟源自哪里？这个问题困扰了科学家们数十年。目前，关于地球水资源的来源主要有两种假说：一种认为水资源来自外太空，如彗星和小行星撞击地球时带来的水分；另一种则认为地球内部的地幔水在高温高压环境下生成并释放出来。近年来，随着科学技术的进步，越来越多的证据支持地幔水理论，使其成为解释地球水资源来源的主流观点。

2014年，一个重要的科学发现为地幔水理论提供了直接证据。来自加拿大阿尔伯塔大学的格拉汉姆·皮尔森等人在英国《自然》杂志发表报告，宣布在地球表面发现了含有水分的尖晶橄榄石。这种矿物质在陨石中普遍存在，但在地球上的岩石中却极少发现。这一发现具有重大意义，因为它表明地球内部深处确实存在大量水分。

尖晶橄榄石是一种含水矿物，其晶体结构可以储存大量水分。研究表明，在地幔深处，尖晶橄榄石的含水量可达1.5%以上。这一发现不仅证实了地幔中存在水分，还揭示了地幔水的储存机制。地幔的过渡层，即“三明治夹层”，具备超高压、超高温等条件，非常适合尖晶橄榄石的形成。这一区域的厚度约为25千米，占据地球内部的一个椭圆体区域，约占地球质量的7.5%。

根据最新研究，地幔中的水含量可能比之前估计的还要高。地幔上下层之间的过渡带，即尖晶橄榄石富集区域，水资源储量相当丰富。按照岩石中的水分存在比例计算，这一区域的存水质量约为4.485×1010亿吨，是现今地球表面水贮量（包括液态水、固态冰雪和气态水汽）1.3860×1010亿吨的3倍多。

地幔中的水并非静止不动，而是通过特定机制释放到地表。地幔水主要通过火山喷发和板块俯冲两种方式释放。当岩浆上升到地壳与地幔之间的软流层时，其中的水分会被释放出来，并随岩浆活动到达地表。据统计，深层岩浆活动带给地表的水量可能占当今海洋贮水量的一半。此外，板块俯冲带也是地幔水释放的重要通道，每年约有1000万吨水通过俯冲带进入地幔。

相比之下，外源说虽然有趣，但数据支持相对薄弱。即使在地球形成初期，有大量彗星和陨石撞击地球，其带来的水量也远不足以形成地球现有的海洋。例如，碳质球粒陨石是太阳系中最常见的一种陨石，含水量一般为0.5%到5%，有的可达10%以上。但要形成地球现有的海洋，需要的陨石数量之多，以至于这种假设在现实中几乎不可能实现。此外，太阳风形成的水更是微乎其微，在地球45亿年生命史中，也不过形成67.5亿吨水，与现今地球表面的水贮量相比，不过九牛一毛。

地幔水理论的提出和证实，不仅解决了地球水资源来源之谜，还对理解地球演化和生命起源具有重要意义。地球内部的水循环系统，包括地幔水的释放和再吸收，可能在调节地球气候、维持生命宜居环境方面发挥着重要作用。这一发现也提醒我们，地球上的每一滴水都来之不易，它们可能是数十亿年前从地球深处释放出来的。因此，珍惜水资源，保护水环境，不仅是对自然的尊重，更是对地球数十亿年演化历史的敬畏。