尖晶橄欖石以澳大利亞地質學家特德-林伍德命名。這位科學家建立起一個理論,認為由於超高的壓力和溫度,過渡帶必然產生一種特殊礦物。一塊這樣的礦物一直以來都是科學家尋找的目標。
基本介紹
- 中文名:尖晶橄欖石
- 外文名:Spinel olivine
- 命名:特德-林伍德
- 理論由來:高溫高壓
依據,歷史,套用,
依據
它會解決一個長期以來備受爭論的問題,即這個難以理解的過渡帶是極度乾燥還是富含水。但迄今為止,科學家只在隕石中發現過尖晶橄欖石。地質學家不能鑽探足夠深的地方去發現任何樣本。
值得慶幸的是,局面發生巨大變化。2008年業餘寶石獵人在巴西捷那的馬托-格拉索地區的淺水砂礫中挖掘時,偶然發現一小塊叫褐鑽的髒石頭。這塊石頭的直徑只有3毫米(約合0.12英寸),它沒有任何商業價值。正在尋找其他礦物的科學家得到這塊石頭。但這次意外獲得竟帶來好運。他們在這塊石頭內發現極少的尖晶橄欖石痕跡。這是這種極其罕見岩石的第一個地球證據。
皮爾森在一個新聞發布會上對畢業生約翰-麥克尼爾的勤勉工作表示敬意,同時表示:“它裡面含有的尖晶橄欖石痕跡非常少,要發現它是極其困難的。就和許多科學發現一樣,發現這種罕見岩石也是一件非常僥倖的事。”
這個科研組建立起這樣一個理論:火山爆發時,這顆褐鑽隨所有火山岩最深處的金伯利岩流上升到地表。幾年來,為證實他們發現的就是尖晶橄欖石,這些科學家在實驗室用光譜和X射線衍射進行分析。
歷史
2014年3月,加拿大研究人員在英國《自然》雜誌上報告,他們首次發現了來自上下地幔過渡帶的一塊尖晶橄欖石,其含水量為1.5%。科學家對過渡帶是否有水爭論幾十年。如果真的有水,這些寶貴資源究竟有多少呢。美國科學家2014年6月12日說,根據他們的假設,地球內部可能存在著一個水量相當於地表海洋總水量3倍的“隱藏的海洋”。但沒有人接受凡爾納對一個地下海洋的幻想:在一條岩石海岸線上,點綴著長有巨大蘑菇和石化樹的森林。
德國拜羅伊特大學地質學家漢斯-克卜勒警告,用尖晶橄欖石的單一樣本推斷地下水的規模可能不一定準確。他指出,水很可能以一種叫氫氧根的形式封存在特殊岩石內。這位科學家在《自然》雜誌發表的一篇評論文章中表示:“從某些方面來說,就和凡爾納想像的那樣,地球內部有個海洋,但它並不以液態水的形式存在。”
套用
皮爾森認為,他們的發現具有深遠意義。如果地殼下存在這么多水,必定對火山結構和構造板塊的運動產生巨大影響。皮爾森說:“地球是這樣一個動態星球的眾多原因之一是地球內部含有一些水。水改變一個星球所有的運作方式。”
科學教師們在講解“水循環”的時候可能得加上新的一環了。
科學家最近發現,在地下600公里深處可能藏著一個巨大的地下水庫。這一發現或將完全改變我們對地球形成的理解——地表水資源可能來自地心,而不是地球與結凍的大型彗星發生碰撞的結果。
這些地下水被包裹在一種名為“尖晶橄欖石”的藍色礦物之中,位於地殼和外核之間的灼熱岩石層——地幔之內。也就是說,這些地下水不同於我們熟知的液態水、水蒸汽或冰,而呈現出第四種形態——礦物態。2014年早些時候,科學家在一塊罕見的鑽石中發現了一小片尖晶橄欖石,這為“地下大水庫”理論提供了多一份的支持。
研究者在《科學》雜誌發表了他們的研究,指出這個地下水庫蘊藏著地球上最豐富的水資源,它甚至可能是海水的來源。他們還做出了另一項驚人的發現:在上層地幔和下層地幔之間的“過渡層”里,岩石會融化和移動
研究者之一、美國西北大學的地球物理學家史蒂夫·雅各布森(Steve Jacobsen)介紹說:“發生在地球表面的地質活動,比如地震和火山爆發,其實都是地球內部活動的表現,只不過我們看不到罷了。”
他說:“我相信我們最終將找到足夠證據,構建出整個地球水循環,了解為什麼在我們這顆宜居星球上會有這么多的地表水。科學家在過去幾十年里一直都在尋找這個地下水庫,它是地球水循環中缺失的那一環。”
該研究調查了全美國境內的地震儀數據,並且在實驗室中進行了高壓岩石模擬實驗。“其中最關鍵的要素就是尖晶橄欖石。它擁有特殊的晶體狀結構,可以像海綿一樣吸收氫和水。”
地下水庫的水含量可能相當巨大:“雅各布森表示,就算‘過渡層’水庫的含水量只有地幔岩石重量的1%,它也近三倍於全世界海洋總水量。”