46亿年前的地球，可不是如今这个温柔的蓝色家园。它被炽热的岩浆海洋包裹，表面温度极高，仿佛神话中的“炼狱”。生命的源泉——水，是如何在这炼狱般的地球上留存的？这个问题长期困扰科学界。

　　一项由中国科学家领衔的重要研究，给出了全新的答案。

　　中国科学院广州地球化学研究所研究员杜治学领衔团队的研究表明，在地球形成初期极端高温的环境下，大量水可能通过矿物的结晶过程，被巧妙地“锁”在了星球深处。这项成果于北京时间12月12日凌晨在国际顶级期刊《科学》上在线发表。

布里奇曼石从地球深部岩浆洋“锁水”的想象示意图 （图片由AI生成）。

　　革新认知：温度越高，矿物越“锁水”

　　当地球早期的岩浆海洋逐渐冷却，会结晶形成固态的地幔。其中一种名为“布里奇曼石”的矿物，是地幔中最主要、最早结晶的组成部分，就像一个微型的“储水容器”。

　　以往学界基于温度相对较低的实验推测，这种矿物存水能力有限。但杜治学团队将实验环境模拟推到约4100摄氏度的极端高温——接近地球诞生初期的条件。

　　结果出乎意料：温度越高，这种矿物的“锁水”能力反而越强。这意味着，在最炽热的阶段，地球内部可能封存了远超想象的水量。

　　要证明这一点极其困难。团队不仅研发了“极端温压实验模拟”装置，实现了对地球深处超660公里环境的模拟，还建立系列“痕量挥发分表征”新方法，在比头发丝还细得多的实验样品中，检测到含量极低的水分子信号。

　　借助冷冻三维电子衍射、纳米二次离子质谱、原子探针等尖端技术，团队如同为微观世界配备了超高精度的“化学CT”，最终成功捕捉到矿物中水分子的蛛丝马迹，证实了其强大的“锁水”能力。

深部水从地球形成早期至今的演化图。受访者供图

　　深部的水，塑造了宜居的地球

　　根据新发现构建的模型推算，在地球早期，其固态地幔储存的水量可能相当于现代全球海洋总水量的0.08到1倍。特别是下地幔的储水量，更是比此前预估的高出5到100倍。

　　这些深埋的水并非永远沉寂。它们像是地球内部的“润滑剂”，能促进地幔物质循环和板块运动。在漫长的地质演化中，这些水又通过火山活动等逐渐返回地表，参与形成了最初的大气和海洋。

　　换言之，早在星球婴儿期，水可能就已藏身于地球的“骨骼”之中。这股隐秘的“源头之水”，历经亿万年，最终帮助地球冷却、活化，并一步步走向孕育生命的宜居之路。

　　这项研究不仅改写了我们对地球深部水资源的认知，也为理解其他岩石行星的水分起源与演化，提供了新的关键线索。

　　深下地幔挥发分行为研究团队。左至右依次为：博士后王婉颖、博士后卢文华、研究员杜治学、博士后李俊威。受访者供图