新聞報道地球內部可能有大型海洋，水儲量大於地表海洋，可能的真實性有多大？

01-07

地球內部水以蘊含在岩石中的方式大量分布在地幔中，儲量驚人，會是地表水的來源嗎

先上結論，地幔中含水量確實很大，但並不是我們熟知的液態水，而是結構水。關於地表水，有部分科學家認為來源是地幔，但主流意見仍然認為地表水來自外太空，由彗星隕石帶來。

14年，美國科學家Pearson在金剛石中發現了含水礦物林伍德石，含有約1wt%的水，但他發現的水並不是我們所熟知的液態水，而是一種儲存礦物晶體結構中的氫原子基團。

我們所熟知的水（H2O）在常溫常壓下為無色無味的透明液體，被稱為人類生命的源泉。那麼文章中所說的結構水是什麼呢？舉個栗子來說吧。林伍德石是地下440km-660km（地幔轉換帶）大量存在的礦物。其化學是Mg2SiO4，化學式中不含氫元素，換句話來說不可能將其作為原料來生產水，這種化學式不含氫元素的礦物叫做名義上的無水礦物（Nominally Ahydrous Minerals）。雖然林伍德石化學式中不含氫，但在一定的條件下氫原子可以連接在氧原子上，形成結構羥基（-OH），這就是我們所說的結構水。這種結構水與我們熟知的液態水截然不同，想要直接飲用是不可能的，想像下自己拿著一塊乾燥的石頭吮吸，企圖從中吸取水分，多可笑。更別說還需要把這些礦物從地球深部取回地面。

（上圖是林伍德石的晶體結構，紅色是氫）

地球內部可以被分為地殼，地幔，地核三個部分。而地幔也被許多學者認為是地球水圈的最初起源（當然也有其他學者認為水是由來自外太空的隕石帶到地球）。就目前的研究來看，理論和實驗都證明了地幔轉換帶中的礦物有著極強的儲水能力（結構水），因此許多科學家認為地幔中儲藏了大量的水，是「濕」的；但也有人認為這些都是理論、猜想，並沒有來自地球內部的實際樣品來證明濕地幔模型，從而認為地幔是「干」的。爭論一直持續到2014年3月，這顆包裹在金剛石中的含水林伍德石包裹體狠狠的打了主張「乾地幔」模型的科學家們的臉。

由於，林伍德石是地幔轉換帶的主要礦物，Pearson認為地幔轉換帶的含水量也在1%左右。所以知道地幔轉換帶的質量後就可以得到總的儲水量，也就是新聞里報道的3倍海洋那麼多的水。

總之，地幔中含水量確實很大，但並不是我們熟知的液態水，而是結構水。關於地表水，有部分科學家認為來源是地幔，但主流意見仍然認為地表水來自外太空，由彗星隕石帶來。

如果想了解更多，可以關注我的微信公眾號，有些過一篇地幔水的科普文。

http://weixin.qq.com/r/ITmVjSjEoXXerWzu92wz (二維碼自動識別)

這樣說吧！地球內部在410-660km深度轉換層的主要礦物wadsleyite ringwoodite分別可以含最高2-3wt%以及1-2wt%的「水」，這個水並非遊離態的液態水，而是以OH的形式存在在晶體中的結構水。假設這兩種礦物在地球內部都以上限含量儲存「水」，那麼這樣計算出來的「水」的總量將是4-6個地球表面的海洋。可是儘管這兩種礦物是有能力儲存「水」，但這並不意味著這兩種礦物在地球內部就一定按照最高含量去含水啊！

Person那篇文章講到直接從鑽石包裹體中檢測到含水的ringwoodite在我看來其實並不是很一錘定音的結論。因為無數前人針對來自巴西的幾個地點的鑽石包裹體的研究已經發現了含MgO的包裹體，而MgO僅僅在下地幔才存在，這樣的事實已經早就證明了在下地幔有鑽石和金伯利岩漿源的存在。金伯利岩漿源富水和CO2。既然下地幔已經有了富水的金伯利岩漿，那在上涌過程中捕獲來自轉換層的ringwoodite（可干可濕），並且與其反應使得其最終大量含水是很自然的事情。這個結果並不代表被包裹的ringwoodite所在的轉換層里的原始位置一定含水。

我個人覺得，地球內部毫無疑問肯定有區域性的富水的區域，轉換層作為主要的candidate有部分區域富水是完全合理的。但是要說整個轉換層從410km到660km的ringwoodite和wadsleyite全部都以最高含量含水，這是非常難的，我個人覺得不太可能。

總之這個問題是現在的研究前沿和熱點之一。而這個新聞標題嘩眾取寵，跟某浪某UC「震驚...xxxxxxx」有的一拼。

很可能，現在地球的海洋更可能來源於早期地球的脫氣作用，而不是彗星或隕石來帶的。另外，深部水不是像地表那樣，而是以羥基（OH）形式存在於礦物中；平均含量低，但是由於地幔總質量大，所以水總量大。今天的Science又報道了下。

Dehydration melting at the top of the lower mantle