46亿年前的地球，并不是一颗温柔的蓝色星球，频仍而猛烈的星体撞击使其地表与内部翻滚着灼热的岩浆，水没法以液态存于，整个星球犹如炼狱，是生命没法安身的绝境。

北京时间12月12日凌晨3点，国际学术期刊《科学》（Science）于线发表了中国科学院广州地球化学研究所杜治学研究员领衔团队的主要结果。该研究初次经由过程高温高压试验证明：于地球形成早期的极度高温情况下，年夜量水份可经由过程矿物的结晶历程，被高效“锁藏”在地幔深处。这一发明更新了关在地球深部水贮存与初期漫衍的认知，唆使深部水多是驱动地球从灼热炼狱改变为好居星球的要害气力。

1、改造认知：温度越高，矿物越“锁水”

地球初期的岩浆洋于冷却历程中，会结晶出固态矿物，逐渐形成地幔。此中，布里奇曼石是地幔中最早结晶、且含量跨越一半的重要矿物，它犹如一个微不雅的“储水容器”（图1），其“锁水”能力（即矿物/熔体水份配系数）直接决议了有几多水能从岩浆中转入固态地球。

以往研究基在相对于低温的试验前提，认为布里奇曼石的储水能力有限。然而，杜治学团队使用自立研发的“极度温压试验模仿装配”乐成将试验温度年夜幅晋升至约4100℃的极度高温。最新数据注解：布里奇曼石的“锁水”能力随温度升高而显著加强。这象征着，于地球最灼热的岩浆洋阶段，正于结晶的布里奇曼石反而可以或许“捕捉”并封存远超以往想象的海量水份，这直接倾覆了“深下地幔险些不含水”的传统熟悉。

2、技能冲破：在方寸间捕获痕量“水印记”

要得到上述熟悉，研究团队面对两年夜挑战：一是于试验室模仿深度超地下660千米的极度情况；二是于不足头发丝直径十分之一的“微尘”级试验样品中，精准捕获含量低至万分之一级另外痕量水旌旗灯号。

为此，研究团队搭建了能实现激光加热及高温成像的金刚石压腔试验装配，乐成模仿深部地幔前提，并精准测定了相均衡温度，为展现温度对于水份配的要害节制作用奠基了坚实基础。

此外，研究团队还有依托中国科学院广州地球化学研究所的进步前辈阐发平台，使用冷冻三维电子衍射、纳米二次离子质谱（NanoSIMS）等尖端手腕，并联合中国地质科学院地质研究所龙涛研究员团队的原子探针断层扫描技能（APT），成长出一系列原创性微纳标准微量水份析新要领。如同为微不雅世界配备了超高分辩的“化学CT”与“质谱仪”，患上以乐成于微米级样品中清楚辨认出水的漫衍旌旗灯号（图2），破译了布里奇曼石的“锁水”暗码。

3、深远意义：深部“水库存”塑造宜居地球

基在这一新发明，团队构建了岩浆洋结晶模子。模仿成果显示，因为初期高温下布里奇曼石的强效锁水能力，于岩浆洋凝PA集团官网集后，下地幔成了整个固体地幔中最年夜的储水层，其储水量可能高达此前模子预估的5至100倍。据估算，初期固体地幔中贮存的水量，可能相称在0.08至1个现代全世界海洋的总水量。

深埋的水并不是静止的“库存”，它犹如地球这台巨型地质呆板的“润滑剂”，可以或许降低地幔岩石的熔点及黏度，促成内部物资轮回与板块运动等主要地质历程，付与地球连续演化的活气。跟着时间推移，深部水经由过程岩浆勾当等地质历程被逐渐“泵”回地表，介入形成原始年夜气及海洋。这股早于星球早期就被封存在地球“骨骼”中的“水之火种”，极可能恰是鞭策地球从岩浆炼狱改变为蓝色宜居星球的要害气力（图3）。

文章信息：

该研究由深地历程与战略矿产资源天下重点试验室杜治学研究员领衔开展，卢文华博士后为第一作者，杨亚楠工程师及李元研究员为配合通信作者，互助者包括鲜海洋副研究员及中国地质科学院龙涛研究员。患上益在中国科学院(XDB0840200；ZDBS-LY-DQC013；2021353)，国度天然科学基金委员会(42150102；42394112；41903017；42241158；42225302)，科技部(2022YFF0704900)，广东省基础与运用基础研究基金委员会(2025A1515011226)及中国博士后科学基金会(GZC20241732)的资助，本研究于实行历程中乐成冲破了系列高温高压试验与微纳米标准水含量表征的要害技能瓶颈，将相干试验与阐发测试技能的总体程度晋升至国际进步前辈行列，将来有望于深地挥发分举动的研究中取患上更多冲破。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx5883