4100℃地心，竟鎖著一個“原始海洋”？中國科學家改寫水源認知！

“死亡之海”的地下驚喜

如果我們今天有機會前往我國最大的沙漠塔克拉瑪干，就能見到這樣一個奇觀：在沙漠的中心居然蜿蜒著一條公路，兩旁長滿了梭梭和檉柳。在這片年降水量不足 50 毫米的“死亡之海”，綠色是如何得以存續(xù)的呢？

塔克拉瑪干沙漠公路

答案藏在沙漠地下幾百米的深處。雖然在地表之上，這里是我國最干旱的區(qū)域之一，但在地下，這里卻蘊含著豐富的地下水資源，足以讓公路兩旁變成綠洲。這正是地球給我們?nèi)祟惖捏@喜：它的饋贈，往往藏在意想不到的深處。

顛覆常識：地下660千米的“隱藏海洋”

不過塔克拉瑪干的地下水，還是我們熟悉的液態(tài)水。最近中國科學院廣州地球化學研究所的一項研究，把探索的目光投向了更遙遠的地心深處。

根據(jù)科研團隊的最新研究，在地下 660 千米的極端環(huán)境中，存在著一種更令人震撼的“水資源”。它不是液態(tài)流動的水體，而是被地幔主要礦物布里奇曼石“鎖藏”其中的結晶水。這項發(fā)表在國際頂級期刊《科學》上的成果，借助團隊自主構建的國際領先高溫高壓實驗平臺，首次揭開了地球深部儲水的神秘面紗。

布里奇曼石從地球深部巖漿洋“鎖水”的想象示意圖

要理解這個新發(fā)現(xiàn)的顛覆性，我們就需要“穿越”回地球剛剛形成的時候。在 46 億年前，地球并非如今的藍色宜居星球，頻繁的星體撞擊讓地表翻騰著熾熱巖漿，整個星球如同一片煉獄，液態(tài)水根本無法穩(wěn)定存在于此時的地球。

隨著巖漿洋逐漸冷卻，固態(tài)礦物開始結晶，最終形成了地幔結構，地球才漸漸變得穩(wěn)定。而布里奇曼石，恰恰是地幔之中含量超過一半的核心礦物。按照以往的研究，科學界一直認為布里奇曼石的儲水能力有限，因此“深下地幔幾乎不含水”成為了地質(zhì)學界的共識。

我國科研團隊的新結論，始于技術平臺的自主創(chuàng)新。他們搭建了激光加熱金剛石壓腔實驗裝置，成功模擬出了地幔的極端環(huán)境。那里的溫度高達 4100℃，壓力更是地表的 23 萬倍。實驗數(shù)據(jù)清晰顯示：布里奇曼石的“鎖水”能力會隨溫度升高而顯著增強。也就是說，可能在地球早期巖漿洋的高溫環(huán)境中，早已經(jīng)有海量的原始水被儲存在礦物之中。根據(jù)推測，在下地幔中儲水量是以前預估的 100 倍以上，相當于如今全球海洋的水量被鎖藏在礦物晶格中。

這些礦物水并非靜止的庫存，反而可能是地球演化的關鍵動力。它們能降低地幔巖石的熔點和黏度，促進內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)與板塊運動，如同地球地質(zhì)機器的“潤滑劑”。隨著地殼運動，這些水分也可能通過巖漿“泵”回地表，參與了全球的水循環(huán)。

移民太空的新希望：從地心到月球

當然，對于今天的人類來說，我們無法像利用塔克拉瑪干沙漠深處的地下水一樣利用它們。因為人類尚沒有能力，鉆個如此之深的洞去“打水”，但這并不是說對布里奇曼石的研究沒有意義。原始水儲庫的出現(xiàn)，不僅可以讓我們對地球內(nèi)部結構和演化歷史有新的認知，更重要的意義，是從根本上改變了人類尋找地外宜居星球的思路。未來我們追尋“第二家園”，或許不必再執(zhí)著于地表是否存在液態(tài)水，行星內(nèi)部礦物的儲水能力將成為更關鍵的判斷標準。

就比如此前，天文學家們一直嘗試在月球表面找到水的蹤影。而我國科研團隊在嫦娥五號帶回的月壤樣本中，發(fā)現(xiàn)了一種名為“ULM-1”的未知礦物晶體，其水分子質(zhì)量占比高達 41%，1 噸這種礦物可提取 410 千克水分子。

ULM-1在月球形成的效果圖（圖源：中國科學院物理研究所）

這種水合礦物的存在，證明月球內(nèi)部同樣存在類似的“礦物儲水”結構。與地球地幔的布里奇曼石相似，月球礦物中的結晶水在加熱條件下可轉化為水蒸氣，所以移民月球最關鍵的一步，水資源的儲備可能已經(jīng)解決了。這意味著曾經(jīng)被認為“干燥”的月球，憑借其內(nèi)部的儲水礦物，可能成為人類太空移民的重要中轉站。

認知的邊界，就是資源的邊界

回顧人類的歷史，很多時候我們對于資源的認知，完全是受限于自身的科學水平。就比如在工業(yè)革命剛開始的時候，當時的英國人還在發(fā)愁，整個英倫三島的森林可能很快就被砍光了。可是很快地下的石油和煤炭的出現(xiàn)，讓蒸汽機得以晝夜轟鳴。之后核能、太陽能的開發(fā)，讓能源利用進入了新紀元。或許在今天，我們還在感慨可控核聚變何時才能實現(xiàn)，而幾十年后當“人造太陽”開始應用時，能源就可能徹底不是問題了。

每一次人類的認知突破，都伴隨著資源利用的革命。水資源的探索，似乎也正遵循著相似的軌跡。當我們跳出“液態(tài)水”的固有認知，會發(fā)現(xiàn)宇宙中只要有存在氫、氧元素的地方，都可能通過礦物儲水的形式成為生命的溫床。

甚至我們能夠得到一個驚人的結論：資源或許從來都不匱乏，只是等待人類用知識的鑰匙去開啟，而人類的智慧才是宇宙中最寶貴的資源。