在地球表面以下2900公里处发现隐藏着大量水资源

在地球表面以下2900公里处发现隐藏着大量水资源

来源：倍可亲(backchina.com)

　　我是一个水分子，我的名字叫H2O。

　　我已经在地球上存在了几十亿年。在这漫长的岁月里，我去过很多地方：我在海洋里游过泳，在云朵里飘过，在雨里落过，在河流里跑过，在冰川里睡过，在生物的身体里待过。

　　但是，我最难忘的一段旅程，是在地球内部的那段时间。我深入到了地下几百公里甚至几千公里的地方，在那里待了几亿年，然后又回到了地表。

　　今天，我就跟你讲讲我的这段地下旅行。

　　一切，要从几亿年前的一片海洋说起。那时候，我在一片古老的海洋里，跟无数个水分子伙伴在一起，每天随着海浪起伏，随着洋流漂流。那时候的海洋，跟现在的不太一样，温度更高，盐分更低，里面生活着各种奇怪的生物。

　　我以为，我会一直在海洋里待下去，直到有一天，海底发生了一件大事。

　　那是一个板块俯冲带。什么是板块俯冲带呢？就是地球表面的两块"大板子"（也就是地壳板块），一块撞到另一块下面去了。

　　我所在的那片海洋，海底的板块，正在向旁边的大陆板块下面俯冲。也就是说，海底的岩石，正在被"吞"进地球内部。

　　而我，作为海水里的一个水分子，被海底的岩石吸收了。岩石里有很多矿物质，这些矿物质能把水"锁"在自己的晶体结构里。我就这样，被一块岩石"抓住"了，跟着它，一起向地球深处俯冲。

　　一开始，还不算太深，只有几公里。这里的温度和压力，还不算太高，我还能在岩石的孔隙里自由流动。但是，随着俯冲的继续，我们越来越深，温度越来越高，压力越来越大。

　　到了几十公里深的地方，温度已经有几百度了，压力有几千个大气压。在这里，我已经不能自由流动了，我被"塞"进了岩石的矿物晶体里，跟矿物结合在了一起。

　　这时候的我，已经不是液态水了，而是矿物的一部分。你可以理解为，我被"冻"在了岩石里，动弹不得。

　　但是，俯冲还在继续。我们继续向地球深处走去。

　　到了大约100公里深的地方，温度超过了1000度，压力超过了3万个大气压。在这里，原来的矿物已经扛不住了，开始发生变化，变成了新的矿物。

　　我跟着这些新矿物，继续往下走。到了大约410公里深的地方，矿物又发生了一次变化。原来的橄榄石，变成了一种叫"瓦兹利石"的新矿物。

　　这种矿物，能把更多的水"锁"在自己的结构里。我就在这里，跟很多水分子伙伴一起，被锁在了瓦兹利石里。

　　到了大约520公里深的地方，瓦兹利石又变成了"林伍德石"。林伍德石是一种很特别的矿物，它的含水量很高，最高能达到1.5%。也就是说，100克里的林伍德石，最多能含有1.5克的水。

　　你可能觉得，1.5%不算多。但是，你要知道，在地下410公里到660公里的这个区域（科学家叫它"过渡带"），厚度有250公里，体积巨大。如果这里的矿物平均含水量只有1%，那总水量是多少呢？

　　科学家算了一下，相当于整个地球表面海洋总水量的一到三倍。

　　也就是说，在我们脚下几百公里的地方，藏着一个"地下海洋"，水量比地面上所有的海洋加起来还多。

　　而我，就是这个"地下海洋"中的一个水分子。我被锁在林伍德石里，在过渡带待了下来。

　　这一待，就是几亿年。在这几亿年里，我不能动，不能跑，只能静静地待在矿物的晶体结构里。

　　但是，我能感受到周围的变化：地幔在缓慢地流动，像一锅煮开的粥，热的物质往上升，冷的物质往下降。我所在的那块岩石，也跟着地幔对流，慢慢地移动着。

　　有时候，我会遇到其他的水分子伙伴，我们被锁在不同的矿物里，但是能通过矿物的晶体结构，互相"打招呼"。

　　我们会聊各自的经历：有的来自太平洋，有的来自大西洋，有的来自古老的湖泊，有的来自冰川。

　　我们都以为，我们会一直在地下待下去，永远也回不到地表了。

　　但是，转机出现了。

　　有一天，我所在的那块岩石，跟着地幔对流，开始往上升。地幔深处的热物质，会向上升，就像热气球一样。我们就坐在这个"热气球"上，一点一点地向地表靠近。

　　上升的过程非常缓慢，每年可能只上升几厘米。但是，经过了几百万年，我们终于上升到了比较浅的地方，大约几十公里深。

　　在这里，温度和压力都降低了，原来的矿物又扛不住了，开始发生变化。林伍德石变回了橄榄石，而我，被从矿物的晶体结构里"释放"了出来。

　　我又变成了自由的水分子！

　　但是，这里的温度还是很高，有几百度，所以我不是液态水，而是水蒸气。我跟其他被释放出来的水分子一起，形成了流体，向地表上升。

　　上升的过程中，我们遇到了岩浆。岩浆是地球内部熔化的岩石，温度很高，有1000多度。我们这些水蒸气，被岩浆吸收了，跟着岩浆一起上升。

　　最后，岩浆上升到了地表，从一个火山口喷发了出来。这就是火山喷发。

　　我跟着火山喷发，被喷到了空中，变成了火山气体的一部分。我终于，在几亿年之后，重新回到了地球表面！

　　我在高空遇到了冷空气，凝结成了小水滴，变成了云。然后，随着一场雨，我落到了地面，流进了一条河流，最后汇入了大海。

　　我又回到了海洋，回到了我几亿年前出发的地方。

　　这就是我的地下旅行。从海洋到俯冲带，从地壳到地幔，从几十公里到几百公里深，从液态水到结构水，从结构水到水蒸气，从火山到云层，从云层到雨水，从雨水到河流，从河流到海洋。

　　一个完整的循环，花了我几亿年的时间。

　　你可能会问：地球上有多少水分子，经历过跟我一样的旅行？

　　科学家估计，地球内部的总水量，可能是地表海洋的5到10倍。也就是说，地球上大部分的水，不在地面，而在地下。这些水，都在经历着跟我类似的循环：通过板块俯冲进入地幔，通过火山喷发回到地表。

　　这个循环，科学家叫它"深部水循环"。它已经持续了几十亿年，而且还在继续。

　　你可能还会问：这些地下的水，对我们有什么意义？

　　意义大了去了。

　　首先，它影响了地球的板块运动。水能降低岩石的熔点，让岩石更容易熔化。

　　地幔中的水，影响了地幔对流的速度和模式，从而影响了板块运动。可以说，没有水，就没有板块运动；没有板块运动，就没有现在的地球。

　　其次，它跟海洋的起源有关。以前，人们以为地球的海洋主要来自彗星和小行星的撞击。

　　但是现在，越来越多的证据表明，地幔中的水通过火山喷发释放到地表，也是海洋的重要来源。甚至有科学家认为，地表的海洋主要是地球内部"吐"出来的。

　　再次，它跟生命的起源有关。水是生命之源。在海底的热液喷口，地幔的水跟海水混合，带来了丰富的矿物质和能量，可能就是生命最初诞生的地方。

　　最后，它提醒我们，地球比我们想象的更加神奇和复杂。我们每天看到的海洋、河流、湖泊，只是地球上水的一小部分。

　　在我们脚下，在几百公里甚至几千公里的深处，藏着更多的水，它们在矿物的晶体结构里，在极端的高压高温下，静静地存在了几十亿年。

　　我是一个水分子，我已经在地球上存在了几十亿年。我去过海洋，去过天空，去过冰川，去过生物的身体，也去过地球深处的地幔。我的旅程还在继续，下一站，我不知道会去哪里。

　　但是，我知道，只要地球还在，只要板块还在运动，只要火山还在喷发，我的旅程就不会结束。

　　下次，当你喝一杯水的时候，可以想想：这杯水里的某个水分子，可能跟我一样，去过地球深处，去过地幔，去过火山，经历了几亿年的旅程，才流进了你的杯子里。

　　水的旅程，比我们想象的，要漫长和神奇得多。

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