“地球的水从何而来”是一个由来已久的谜题，解开这个谜关于了解生命怎么呈现以及地球内部动力学怎么随时刻演化至关重要。

　　日前，南开大学物理科学学院博士李含飞、副教授董校及其合作者发现两种新的水合硅酸镁（Mg2SiO5H2）结构，可当作地球前期水的贮存介质存在。在核幔别离之后，其开释出许多的水。这为前期地球上海洋的来源供给了新思路。相关论文1月21日宣布在物理学期刊《物理谈论快报》上。

　　现在，关于水的来源有两个观念：一是“阴间来源说”，以为水来自地球深处，即地球在吸积期获得了许多的水，并贮藏于地球内部；二是“天堂来源说”，以为在地球构成后，富水陨石轰炸供给了许多的水。

　　最近，渐渐的变多的依据支撑第一种假定。氘与氢的份额被以为是水来源的指纹，一个发现指出，地球深部地幔的氘氢比很低，挨近前期地球的根本组件顽辉石球粒陨石和原始太阳星云，远低于彗星等太阳系外围物质。这给地球内部的水或许直接来自原太阳星云的观念供给了有力依据。

　　董校解说：“氘氢比被以为是水来源的标识，跟着太阳的点着和然后的太阳风效果，太阳系外围氘氢比和原始太阳星云是不同的。地球的氘氢比与原始太阳星云相同，而与外围氘氢比不同，这成为地球水不是天外来客的有力依据。”

　　但是，这一假说存在相当大的问题。与其他行星资料如铁、硅酸盐比较，水的熔点和沸点要低得多，因此在重生地球数千度的炙热外表，水会被蒸发到太空中。由此可见，水只能存在于重生地球的内部深处，并在重生地球演化到某些特定的程度时被开释开来。但是这一进程中的物质存储方式尚不清晰。

　　董校长时间从事极点条件下别致物质的规划及物性猜测的研讨。经过第一性原理核算和结构猜测办法，其发现在数百万大气压的条件下呈现两种未被发现的新的安稳水合硅酸镁结构，并将它们命名为相和相。其间，相安稳的压力区间为262338吉帕，相的安稳区间在338吉帕以上。而现在核幔分界处的压力为136吉帕，地球中心的压力为364吉帕。相和相结构的首要区别为镁离子周围具有不相同的氧原子数。

　　第一性原理核算标明，在压力为300吉帕时，水合硅酸镁有很高的密度和极高的含水量。含有分量百分含量在11.4%的水，高于大多数其他报导的氢氧矿藏的含水量。

　　“理论核算标明，这种水合硅酸镁耐热性远好于其他含水矿藏，即便在8000开尔文高温下，也没有分化或消融的痕迹。”董校说。

　　在前期地球内部，由于核幔不论别离，硅酸盐和过量的氧化镁或许深化地球内部深处，然后接受远比如今高的压力，比如在压强高于262吉帕的情况下，其就可以以水合硅酸镁的方式贮存水分。

　　核算标明，抱负状态下前期地球内部以水合硅酸镁的方式最多可以贮存8倍于如今海洋质量的水。

　　跟着核幔别离的进行，铁质核区逐步长大，然后将硅酸盐举高并下降其所受压力，迫使水合硅酸镁分化说放水分。而开释出的水分经过杂乱的地球物理和化学进程抵达地表。此刻，地表现已满足冷却，能保证液态水的存在，构成原始海洋。

　　而水合硅酸镁的分化产品，硅酸镁和氧化镁被留在下地幔，至今仍发挥着重要效果。

　　“水合硅酸镁的发现关于人类知道其他类地行星，尤其是超级地球中的物质循环也具有极端重大意义。”董校表明，这项研讨填补了含水硅酸盐系统在数百吉帕压力下物质存在方式的空白，开辟了前期地球水和轻元素循环的新视角，加深了人们对核幔别离进程中物质存在和循环进程的了解。

　　董校的文章招引了许多科研工作者的爱好。法国天文学家特里斯坦-吉尔洛特（Tristan Guillot）点评其为具有潜在使用价值的立异，瑞士的行星科学家拉维特哈立德（Ravit Helled）则谈论说“水的来源是关乎咱们行星构成的重要敞开性问题之一，咱们至今仍并不确认现在地球深处到底有多少水；假如像董校及其合作者预言的那样地球的核区在前期地球中可以充任水的载体，那么在其他类地行星中，也会有类似的水贮存进程，并影响他们的演化”。