地球正在疯狂“喝水”,可没人知道喝的水都去了哪里

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蝌蚪五线谱 ·  2018-12-05
地球吸入的水量是我们此前预期的三倍多。

地球是一个水资源非常丰富的行星,也正是因为这个原因,地球上的生物也才得以繁衍生息。

在一般人的认知当中,地球上的水除了蒸发消失和被使用之外,似乎没有其他的消耗方式了,然而最近科学家却发现,原来地球自己也会“喝”掉大量的水。

根据横跨马里亚纳海沟的地震研究,海底构造板块之间的慢速碰撞正在将水吸入地球的深处,而吸入的水量是我们此前预期的三倍多。  

研究人员表示,马里亚纳海沟是世界上最深的海沟,它是太平洋板块俯冲到菲律宾板块(或细分出的马里亚纳板块)之下,随着板块缓慢汇合逐渐深入地幔而形成的。在这块区域得到的观测结果对全球水循环具有重要意义。

该研究的主要作者、来自圣路易斯华盛顿大学的陈才博士说道:“人们知道俯冲带能够吸水,但不知道能吸多少水。”

地球是怎么“喝”水的

为了进行这项研究,科学家在马里亚纳海沟部署了19台被动式海底地震仪,附近岛屿上则设置了7台。从环境噪声到实际地震的声音,研究人员聆听这些声音超过一年。

新的地震观测描绘出了太平洋板块向马里亚纳海沟弯曲的一幅微妙画面——它解析了马里亚纳海沟的三维结构,并追踪了具有不同保水能力的岩石的相对速度。

岩石可以通过各种方式保水,板块顶部的海水沿着断层线流入地壳和上层地幔中,然后水就被困住了。

在一定的温度和压力条件下,化学反应迫使水变成含水矿物质、湿岩石等非液体形式,将水锁定在地质板块的岩石中。

与此同时,板块继续向地球的深处下行,将水带到了地幔。 

以前在马里亚纳海沟等俯冲带的研究已经注意到俯冲板块可以容纳水,但却无法确定水量和水到底能流得多深。

而根据这次地震图像显示,马里亚纳海沟的水合岩石区域在海底下方延伸了近20英里,这比科学家以前所认为的要深得多。同时,水合岩石中的含水量也会非常大。 

那么地球到底“喝”了多少水?

仅对马里亚纳海沟地区来说,研究团队推测这一俯冲带每100年会将300亿吨的水拉入地壳中——这是以前计算的四倍。如果这种趋势适用于世界上其他类似的地区,那么深层地幔中的水量可能比我们想象的多三倍。

喝进去的水去了哪?

科学家们认为,地球“喝”进去的水,必定会用一种方式“吐”回来,比如通过火山喷发的形式。当火山在数百英里之外喷发时,大部分通过海沟流下去的水都会以水蒸气的形式返回到地球的大气中。

但根据新研究对水修正后的估算,地球的进水量似乎大大超过了出水量。

这意味着科学家们在估算中可能漏掉了什么。海洋中的水没有减少,意味着被拖入地壳中的水量必然与喷出的水量差不多,因此科学家尚未完全了解这些水是如何在地下流通的。

为了搞清楚这些水究竟去向何处,除了马里亚纳海沟之外,研究团队最近在阿拉斯加近海部署了一个类似的地震网络。

“我们想搞清楚根据板块弯曲时的断层类型,从一个俯冲带到另一个俯冲带的水量是否会有很大差异。在阿拉斯加和中美洲都有人提出这样的建议。但还没有人像我们在马里亚纳海沟做的那样,观察板块更深层的结构。 ”

题图来源:图虫创意

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