地幔水含量(地幔含水)
原标题:400公里以下地幔层发现水资源。水真的能渗入地球吗?
如果我说地球上人类发现的最深的水来自地下400-600公里的地幔层,温度1800,压力150万个大气压,你信吗?
虽然地球表面71%被海洋覆盖,但它就像一个漂浮在太空中的“水球”。地球上的海洋、河流、湖泊、冰川等所有水资源加在一起,总体积约为
13.86亿
立方公里,即1.3861012吨。
看起来地球上的水有很多,但是与地球的总质量相比,这只是一个很小的数字。地球的质量为5.96510^24千克。地球上的水只占地球质量的1%。
十亿分之二
。
俗话说,人往高处流,水往低处流。作为液体,水在重力的影响下会流到地势低的地方。水无处不在。只要地面有微小的缝隙,水就会慢慢渗进去。
既然如此,为什么水没有全部渗透到地球内部深处呢?为什么只在地球表面循环?
首先我们来了解一下水在地球上是如何循环的
地球上的水循环分为
大循环
和
小环
。
这个大循环被称为全球水循环。
它是海水和陆地水通过一系列过程相互转化。
。从海洋蒸发的水蒸气被气流带到陆地上。在适当的条件下,它会形成降雨并落到地表。部分落到表面的水会蒸发;有些渗入地下并储存起来;有些被植物吸收;大部分落入河流和湖泊,最终流入大海。
小循环有两种类型,一种是
海上内循环
,另一个是
土地内部循环
。它们只通过蒸发、凝结、降水(雪)等方式在自己的区域内不断循环,不涉及其他区域。
无论是大循环还是小循环,水都只会在地球表面循环,无法渗透到地球内部。
为什么水不能渗透到地球内部?
首先,地壳致密,没有缝隙可供水渗透。
众所周知,地球的结构类似于煮鸡蛋。从外到内,大致分为地壳、地幔、地核。
仅以地壳为例,
地球固体表面的最外圈
,根据地理位置的不同,地壳的厚度也不同。陆地上地壳的平均厚度一般在40公里左右;山区、丘陵地区地壳较厚;地壳最薄的部分是海洋地壳。总体而言,地壳的平均厚度为
17公里
。
我们知道,地下越深,压力就越大。在强压力作用下,岩石圈内的密度一般随深度增加而增加。密度越大,孔隙越小。下地壳密度达到
3吨/立方米
,这意味着在下地壳岩石圈中,
没有任何孔隙,
水自然无法深入地球内部
。
其实这个原理和装修用的防水涂料类似。
我们装修房子的时候,卫生间的地板必须刷两遍防水漆。干燥后进行48小时的闭水测试,以检测是否有漏水的可能性。
防水涂料的防水原理是因为
密度高,足够紧密,无任何孔隙,防止水向下渗透
。从某种角度来说,地壳的存在就相当于地球的“防水涂层”。
二、水无法穿过高温软流圈
当然,仅凭地壳不可能完全阻止水进入地球内部。地壳中存在较深的裂隙以及与不同地质体的接触面。水可以通过裂缝和不同地质体的接触面渗透到内部。
以马里亚纳海沟为例。
当太平洋板块俯冲到欧亚板块之下时
加之洋壳厚度较小,导致每年有3亿吨海水通过马里亚纳海沟进入地球内部。
然而,马里亚纳海沟“吞噬”的海水实际上被地球吸收了。
软流圈
堵塞。
软流圈位于地壳和地幔之间,是
岩浆的主要来源
。这里的温度达到
1300
,这里的物质基本处于液态,水进入软流圈后瞬间蒸发。想要继续渗透到地球内部,根本就不可能。
事实上,科学家在地幔深处发现了水资源
2020年,科学家发现地幔晶体中存在水。深度在地下400至600公里之间。这是迄今为止人类在地球上发现的最深的水。
地幔中发现的水并不是传统意义上的水,而是以一种叫做“水合变质矿物”的形式存在。
冰七
“特殊形式的结晶水。
当然,地幔中的水并不是从地表渗透出来的,而是在高温高压下形成的。
据研究,上地幔中的液态氢与石英接触,氢流体扩散到石英晶格中。在地幔层的压力和高温下,氢原子与二氧化硅晶格中的氧原子相互作用,
破坏晶格并产生水
。
通过反应形成的水会被困在石英中,石英会与地幔中的其他物质融合,逐渐形成新的含水晶体。
说在最后
尽管水无处不在,但它不可能渗透到地球内部。一层薄薄的地壳已经成为地表水向下渗透的最大阻力,更何况地壳下面还有上千摄氏度的软流圈。
退一步讲,即使水穿透地壳和软流圈,越往下压力和温度也会越高。地核的温度高达6800,这里根本不可能存在水分子。返回搜狐查看更多
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