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]

研究核心发现 - 中国科学院广州地球化学研究所科研团队通过高温高压实验，首次模拟地下660公里极端环境，发现地幔主要矿物布里奇曼石在高温下具有显著富水能力，暗示地球深处可能存在未被发现的重要原始水储库 [1] - 该发现更新了关于地球深部水储存与早期分布的认知，指示深部水可能是驱动地球转变为宜居星球的关键力量 [1] - 相关成果于12月12日在国际学术期刊《科学》发表 [1] 实验方法与技术突破 - 研究团队利用自主研发的超高压实验模拟装置，将实验温度大幅提升至约4100℃的极端高温，突破了以往基于相对低温实验条件的限制 [4] - 通过构建国际领先的技术平台和岩浆海洋结晶模型，实现了对地球早期岩浆洋阶段环境的模拟 [1][4] 矿物特性与储水机制 - 布里奇曼石是地幔中最早结晶且含量超过一半的主要矿物，如同微观的“储水容器”，其“锁水”能力决定了有多少水能从岩浆转入固态地球 [4] - 研究表明，矿物的“锁水”能力随温度升高而显著增强，在地球最炽热的“岩浆洋”阶段，正在结晶的布里奇曼石能够“捕获”并封存远超以往想象的海量水分 [4] 储水量级与模型预估 - 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 [4] - 其储水量可能高达此前模型预估的5至100倍 [4] - 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 [4] 地质意义与行星演化 - 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，如同地球地质机器的“润滑剂” [5] - 随着时间推移，深部水通过岩浆活动等地质过程被逐渐“泵”回地表，参与形成原始大气和海洋 [5] - 这一过程很可能是推动地球从早期炽热绝境转变为蓝色宜居星球的关键力量 [4][5]