为什么不是水深度(如低于6公里)地壳的吗?

Question

1970年,苏联开始可乐深钻孔的钻探。目标深度是15000米;

的所述领域研究的深层结构波罗的海盾,地震断层和地壳的热状况,的物理和化学成分深层地壳和过渡从上到下地壳,岩石圈地球物理学,并创建和开发技术在深部地球物理研究中,

根据维基百科的条目。

从先前的地震实验获得的数据被解释为表明过渡,应该从花岗岩玄武岩低于约7000米以上。然而,实验的其中一个令人惊讶的发现是,没有这样的改变的岩石;区别是变质的,现在据说压力变化的结果。同时,

…岩石的深度已经支离破碎,浸满了水,这是令人惊讶的。这水,与地表水,肯定来自地壳深部矿产和无法达到的表面因为一层不透水岩石。

这个条目的来源艾伦在damninteresting.com波纹管(巧合的是地方应该granite-basalt过渡在3 - 6公里):

因为自由水不应该在这种深度,科学家们推测,水是由氢和氧的原子被挤出的围岩由于难以置信的压力。

那么,为什么水不应该在这种深度吗?基于假设人们惊讶地发现水吗?还是只有记者感到惊讶吗?

对不起,我没有更多的初步研究;事实是我不知道从哪里开始寻找。网上搜索只给我结果本文在《科学》杂志上只是因为在其有关情况,,水应该是“挤出”的岩石,合成,从其化学成分。在Codidact(我问这个问题。物理,但似乎需要更广泛的上下文地质)

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Answer 1

有两个原因令人吃惊的发现:

1. 压实。一旦你有很高的压力在深度、密度较低的材料。拿一桶水,把沙子,并挤压沙子非常困难。水上升。然后,你期望没有水在几公里的深度。
2. 即使你有自由水在这些深度,预计他们会形成含水但固体矿物质。例如,添加水透辉石、顽辉石和石英的形成导致含水,但固体,透闪石:$ $ \ ce {2 camgsi2o6 + 3 mgsio3 +二氧化硅+水= Ca2Mg5Si8O22 (OH) 2} $ $或者,加水石英和刚玉导致高岭石的形成:$ $ \ ce{氧化铝含量+ 2 + 2水= Al2Si2O5 (OH) 4} $ $越来越大的压力会导致这些反应的平衡转向产品,即固体含水阶段没有任何自由水。

为什么水是发现,还有一些在科学界的争论。的解释(“…肯定来自地壳深部矿产和无法达到的表面因为一层不透水岩石吗”)是绝对合理的。其他(“科学家们推测,水是由氢和氧的原子被挤出的围岩由于难以置信的压力。”)可能是不正确的。

这篇论文(paywalled)很容易理解的语言概述:https://doi.org/10.2138/gselements.16.6.381

Answer 2

没什么阻止水从现有地球深处。我们有直接的证据,即使是在地幔。

依据这样的水可能被发现在冰七夹杂物在钻石1]。因为他们的伟大的机械强度,钻石形成于地幔保留GPa-level晶格内的压力,所以当他们来到地表,冷却水困在他们凝结成高压冰第七阶段而不是普通的冰$ _{\文本{h}} $或液体阶段。

这样一个阶段的公式$ {H} _2 \ \文本文本{O} $将不得不来自自由的水在岩石物质不同于羟基。从抽象:

(冰七世)夹杂物表明,当地水口袋的形式在过渡区边界(上地幔和下地幔之间的)由于释放的化学结合水岩石周期在这个地区。

这个答案从太空探索栈交流详细描述diamond-bor江南电子竞技平台ne冰七世的发现和建议的可能性找到其他高压冰外星球的卫星通过地震测量。

参考

1。o . Tschauner黄,e·格林伯格v . b . Prakapenka c·马·g·r·-罗兹曼a . h .沈d, m . Newville a . Lanzirotti k·泰特,“Ice-VII夹杂物在钻石:水在地球深部地幔流体的证据”,科学2018年3月09:359年问题6380年,页1136 - 1139。https://doi.org/10.1126/science.aao3030。