核心发现 - 中国科学院广州地球化学研究所团队通过高温高压实验，首次证实地球形成初期极端高温环境下，大量水分可通过矿物结晶被高效“锁藏”于地幔深处，更新了关于地球深部水储存与早期分布的认知 [1][3] 研究内容与过程 - 研究聚焦于地幔中最早结晶且含量超一半的主要矿物布里奇曼石，其“锁水”能力直接决定有多少水能从岩浆转入固态地球 [4] - 团队利用自主研发的高温高压实验模拟装置，将实验温度大幅提升至约4100℃的极端高温，发现矿物的“锁水”能力随温度升高而显著增强 [4] - 研究突破了两大技术挑战：在实验室模拟深度超地下660公里的极端环境；在微尘级实验样品中精准捕捉含量低至万分之一级别的痕量水信号 [5] - 团队自行搭建了能实现激光加热和高温成像的金刚石压腔实验装置，并依托先进分析平台，利用冷冻三维电子衍射、纳米二次离子质谱及原子探针断层扫描等技术，发展出一系列原创性微纳尺度痕量水分析新方法 [7] 研究成果与意义 - 模拟结果显示，由于早期高温下布里奇曼石的强效“锁水”能力，岩浆海洋凝固后，下地幔成为整个固体地幔中最大的储水层，其储水量可能高达此前模型预估的5倍至100倍 [8] - 据估算，早期固体地幔中储存的水量，可能相当于0.08至1个现代全球海洋的总水量 [8] - 深埋的水能够降低地幔岩石的熔点和黏度，促进内部物质循环与板块运动等重要地质过程，并可能通过地质过程被逐渐“泵”回地表，参与形成原始大气和海洋，是推动地球转变为宜居星球的关键力量 [9]