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地中之海

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

地球半徑超過6,300公里，地殼平均厚40公里，地殼以下直到地下2,900公里是地函。地函可分上下二層，中間有一過渡區，約在地面下410～660公里處。地球科學家分析地震波在地球中的傳導，發現地震波的速度到了上地函與過渡區、下地函之間，會突然變化。學者推測那是因為上地函的主要礦石橄欖岩（矽酸鐵鎂）發生了高壓相變，也就是結晶結構因高壓而變形。

在隕石中，科學家就發現過橄欖岩在高壓下變成的同素異形體尖晶石。地函中應該也有這種尖晶石，但是大多數科學家並不指望能看見來自地函的尖晶石，因為來自地函過渡區與下地函的礦物標本非常稀少，只可能存在於鑽石中。而來自地函過渡區的鑽石不僅稀少，它們在上升到地殼的過程中，結晶結構還會因周遭壓力逐漸下降而恢復原狀，除非鑽石隨著過渡區的岩漿以高速迸射到地球表層。

科學家在實驗室中使橄欖岩發生高壓相變，研究它們異常的結晶結構，發現有一些能儲存水分子。實驗結果顯示，尖晶石可儲存2 wt ％（重量百分比）的水。最近一個國際團隊在來自地球深層的鑽石中發現了尖晶石，並且估計其中含水量達1.4 wt ％，這是地函中有一含水區的第一個直接證據。由於尖晶石在地函過渡區下半部（地面下520～660公里）非常穩定，要是那裡的尖晶石都吸飽了水，總水量會相當於地球表面所有海洋積蓄的水，那裡才是真正的「地中海」。

參考資料

Keppler, H. (2014) Earth's deep water reservoir. Nature, 507, 174 - 175 (13 March 2014) doi :10.1038 / 507174a

資料來源

《科學發展》2014年4月，496期，70 ~ 74頁

地函(7) 科發月刊(5210)

地中之海

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