地球上大部分使地球适宜居住的水可能从未涌出地表。相反，很大一部分水可能从一开始就被锁在地球深处。
最新证据表明，地球冷却过程中，地球内部吸收了与今天海洋水量相当的水量。
这项研究改变了人们长期以来对地球最早水储存位置的看法。
深岩中蕴藏的水
模拟极端高温高压的实验表明，当地球从熔融状态冷却时，深部形成的矿物吸收并保留了地幔中的大量水。
地质学家长期以来一直努力解释，年轻时酷热的地球是如何保持足够的水量，最终形成稳定的海洋的。
由中国科学院地球化学家卢文华博士领导的研究团队追踪了水在熔岩和固体矿物之间的运动。
这些测量结果建立了一种新的方法来估算地球最早的地壳形成时有多少水被埋藏在地下。
地球由熔岩冷却而成
早期地球很可能是由覆盖整个星球的熔岩层——岩浆海洋——缓慢冷却形成的。随着晶体的形成，溶解的水必须在两种状态之间做出选择：要么留在熔体中，要么与氧结合进入新的矿物中。
许多模型假设大部分水在冷却过程中向上移动，导致行星凝固后，深层岩石几乎干燥。
表层海洋可能形成于近 44 亿年前，因此，水是被困在水下还是早期逸出，可能会影响最早的海洋的形态。
重现早期地幔矿物
为了测试深层矿物质是否能锁住水分，研究人员在实验室中重现了极端压力和温度。
研究人员将微小的玻璃液滴挤压在金刚石压砧中，用宝石尖端挤压样品，直到压力与地球深处的压力相匹配。
然后，激光对样品进行短暂加热，使其温度达到与早期地幔相似的水平，同时压力保持在足以形成新晶体的水平。
在这种条件下，地球下地幔中最丰富的矿物——布里奇曼石——在熔岩结晶初期就已形成。水没有保持液态，而是氢原子渗入到不断生长的晶体结构中，与氧原子结合。
通过在高压下将晶体和熔体结合在一起，研究团队可以直接比较有多少水进入布里奇曼石，以及有多少水留在熔岩中。
研究结果表明，早期结晶作用可能将地球表面以下相当一部分水隐藏起来，那时还没有海洋。
热量控制着地球的水量平衡。
温度是决定水最终分布的关键因素。温度越高，水越容易分配到布里奇曼石中。
随着温度升高，晶体结构中会产生更多的空原子位点，使得氢更容易嵌入其中，而温度较低时则不会出现这种情况。
“我们的研究结果表明，随着温度升高，水向布里奇曼石中的分配作用会显著增强，”卢说。
随着地球逐渐冷却，同样的矿物所含的水量也会减少。这种变化为被困的氢打开了一条通道，使它们能够随着炽热岩石的上升、熔化以及火山活动释放水分而缓慢地向上返回。
与其一次性输送地球上的所有水，不如利用深层储水，在很长一段时间内以脉冲式的方式逐步向地表供水。
有些水可能被封存在海洋中数十亿年，这意味着现代海洋可能无法反映地球全部的水量。
更安静但更潮湿的地幔
下地幔向下延伸至地核上方近 1,800 英里（2,900 公里）处。
即使矿物中含有少量氢，也能削弱化学键，使固体岩石在缓慢、持续的压力下更容易流动。
地幔深处水分增加可能会改变热量在地球内部的传递方式，并影响驱动地幔对流的缓慢翻腾。
这些变化很重要，因为它们会影响火山何时以及如何将水释放到地表，从而将深层水的储存与地球的长期宜居性联系起来。
不湿的水
在深层矿物中，水很少形成液滴。相反，它主要以羟基的形式存在，氢直接与晶体结构中的氧结合。
这些细微的化学变化会破坏正常的原子键，从而降低熔点并降低岩石强度。
由于涉及的量很小，研究人员依靠灵敏的化学成像技术在实验后追踪单个矿物颗粒中的氢。
这种水不会聚集、流动或结冰，但当矿物质分解或熔化时，它仍然可以流动，在漫长的地质时期中悄然塑造着地球的内部。
地球深处蕴藏着水
稀有钻石能够捕获地表以下很深处的矿物质，为我们了解水如何在地球内部运动提供了难得的线索。
有些含有环状橄榄石——一种可以在晶体结构中容纳水的橄榄石。
在一颗著名的钻石中，红外测试显示其含水量约为 1%（按重量计），这表明地幔深处的岩石可以保持水分。
这一发现来自地幔中部区域，但最新的研究结果将故事推向了更深的地心，更接近地核。
由于来自下地幔的直接样本极其稀少，实验室实验仍然是科学家测试这些深部矿物能够储存多少水的少数方法之一。
综合实验结果和矿物物理学来看，地球的第一个水循环可能始于地下，而不仅仅是地表。
然而，仅凭早期储存并不能保证海洋的存在——未来的研究必须考察其他深层矿物，并追踪水在地幔长期混合过程中的运动情况。
地球上大部分使地球适宜居住的水可能从未涌出地表。相反，很大一部分水可能从一开始就被锁在地球深处。
最新证据表明，地球冷却过程中，地球内部吸收了与今天海洋水量相当的水量。
这项研究改变了人们长期以来对地球最早水储存位置的看法。
深岩中蕴藏的水
模拟极端高温高压的实验表明，当地球从熔融状态冷却时，深部形成的矿物吸收并保留了地幔中的大量水。
地质学家长期以来一直努力解释，年轻时酷热的地球是如何保持足够的水量，最终形成稳定的海洋的。
由中国科学院地球化学家卢文华博士领导的研究团队追踪了水在熔岩和固体矿物之间的运动。
这些测量结果建立了一种新的方法来估算地球最早的地壳形成时有多少水被埋藏在地下。
地球由熔岩冷却而成
早期地球很可能是由覆盖整个星球的熔岩层——岩浆海洋——缓慢冷却形成的。随着晶体的形成，溶解的水必须在两种状态之间做出选择：要么留在熔体中，要么与氧结合进入新的矿物中。
许多模型假设大部分水在冷却过程中向上移动，导致行星凝固后，深层岩石几乎干燥。
表层海洋可能形成于近 44 亿年前，因此，水是被困在水下还是早期逸出，可能会影响最早的海洋的形态。
重现早期地幔矿物
为了测试深层矿物质是否能锁住水分，研究人员在实验室中重现了极端压力和温度。
研究人员将微小的玻璃液滴挤压在金刚石压砧中，用宝石尖端挤压样品，直到压力与地球深处的压力相匹配。
然后，激光对样品进行短暂加热，使其温度达到与早期地幔相似的水平，同时压力保持在足以形成新晶体的水平。
在这种条件下，地球下地幔中最丰富的矿物——布里奇曼石——在熔岩结晶初期就已形成。水没有保持液态，而是氢原子渗入到不断生长的晶体结构中，与氧原子结合。
通过在高压下将晶体和熔体结合在一起，研究团队可以直接比较有多少水进入布里奇曼石，以及有多少水留在熔岩中。
研究结果表明，早期结晶作用可能将地球表面以下相当一部分水隐藏起来，那时还没有海洋。
热量控制着地球的水量平衡。
温度是决定水最终分布的关键因素。温度越高，水越容易分配到布里奇曼石中。
随着温度升高，晶体结构中会产生更多的空原子位点，使得氢更容易嵌入其中，而温度较低时则不会出现这种情况。
“我们的研究结果表明，随着温度升高，水向布里奇曼石中的分配作用会显著增强，”卢说。
随着地球逐渐冷却，同样的矿物所含的水量也会减少。这种变化为被困的氢打开了一条通道，使它们能够随着炽热岩石的上升、熔化以及火山活动释放水分而缓慢地向上返回。
与其一次性输送地球上的所有水，不如利用深层储水，在很长一段时间内以脉冲式的方式逐步向地表供水。
有些水可能被封存在海洋中数十亿年，这意味着现代海洋可能无法反映地球全部的水量。
更安静但更潮湿的地幔
下地幔向下延伸至地核上方近 1,800 英里（2,900 公里）处。
即使矿物中含有少量氢，也能削弱化学键，使固体岩石在缓慢、持续的压力下更容易流动。
地幔深处水分增加可能会改变热量在地球内部的传递方式，并影响驱动地幔对流的缓慢翻腾。
这些变化很重要，因为它们会影响火山何时以及如何将水释放到地表，从而将深层水的储存与地球的长期宜居性联系起来。
不湿的水
在深层矿物中，水很少形成液滴。相反，它主要以羟基的形式存在，氢直接与晶体结构中的氧结合。
这些细微的化学变化会破坏正常的原子键，从而降低熔点并降低岩石强度。
由于涉及的量很小，研究人员依靠灵敏的化学成像技术在实验后追踪单个矿物颗粒中的氢。
这种水不会聚集、流动或结冰，但当矿物质分解或熔化时，它仍然可以流动，在漫长的地质时期中悄然塑造着地球的内部。
地球深处蕴藏着水
稀有钻石能够捕获地表以下很深处的矿物质，为我们了解水如何在地球内部运动提供了难得的线索。
有些含有环状橄榄石——一种可以在晶体结构中容纳水的橄榄石。
在一颗著名的钻石中，红外测试显示其含水量约为 1%（按重量计），这表明地幔深处的岩石可以保持水分。
这一发现来自地幔中部区域，但最新的研究结果将故事推向了更深的地心，更接近地核。
由于来自下地幔的直接样本极其稀少，实验室实验仍然是科学家测试这些深部矿物能够储存多少水的少数方法之一。
综合实验结果和矿物物理学来看，地球的第一个水循环可能始于地下，而不仅仅是地表。
然而，仅凭早期储存并不能保证海洋的存在——未来的研究必须考察其他深层矿物，并追踪水在地幔长期混合过程中的运动情况。
