長久以來,地質學家已經(jīng)知道板塊俯沖帶中會把水困住,這是地球表面的水進入地球深空的唯一機制。不過,不同研究對于這些水量的估計存在很大的分歧。在2018年,《自然》(Nature)雜志刊載的一項研究[1]表明,俯沖帶每年會把30億噸的水拉入地殼中,這是此前估計的3倍。
由于地殼運動,地球各大板塊之間會不斷發(fā)生碰撞。大洋板塊撞擊大陸板塊就會形成俯沖帶,同時會把海水帶入地殼中,這些水會被巖石吸收,形成特殊的水合礦物。通過研究這些水合礦物,可以估算有多少海水進入地球深處。
科學家在馬里亞納海溝周圍布置了地震傳感器網(wǎng)絡,它們可以測量地震波穿過地殼產(chǎn)生的回聲。由于海洋地殼中存在充滿水的巖石,所以地震波經(jīng)過這些區(qū)域時,傳播速度就會出現(xiàn)下降,由此可以估算出地殼中的含水量。
分析表明,海底地殼深達30公里的地方存在水合礦物。根據(jù)速度、溫度和壓力等一系列數(shù)據(jù),科學家估算出每年有30億噸的水會隨著板塊俯沖進入地殼中。另據(jù)估計,地球上海洋水的總質量約為140億億噸。那么,這是否意味著地球上海水在5億年之后就會被地球內部吞噬殆盡呢?
事實并非如此。被地殼吞掉的水又會以某些方式重新回到地表,其中最主要的方式為火山噴發(fā)。海洋中的水并沒有少掉,最后回到地表的水與原先少掉的水相當。
參考文獻
Chen Cai, Douglas A. Wiens, Weisen Shen, Melody Eimer, Water input into the Mariana subduction zone estimated from ocean-bottom seismic data, Nature, 2018, 563, 389-392.