美国地球物理联合会 一位艺术家描绘的太古代时期的地球，有着朦胧的大气、很少的陆地和全球海洋
学分:亚历克·布伦纳，哈佛大学 在太古宙早期，4到3年间，一个巨大的全球海洋可能覆盖了早期的地球
根据最新研究，这是20亿年前地幔温度比今天高的副作用
根据这项研究的作者，新的发现挑战了早期的假设，即地球全球海洋的大小随着时间的推移保持不变，并为其大小在整个地质时期如何变化提供了线索
地球表面的大部分水存在于海洋中
但是在地球内部深处还有第二个水库，以附着在地幔矿物上的氢和氧的形式存在
《AGU进展》杂志发表了一项新的研究，对地球和太空科学进行了高影响力、开放获取的研究和评论，估计了地幔今天可能容纳的水量以及过去可能储存的水量
这些发现表明，由于早期地球比今天更热，它的地幔可能包含更少的水，因为地幔矿物在更高的温度下保持更少的水
假设地幔目前具有大于0
3-0
8倍于海洋质量的更大的表层海洋可能存在于太古代早期
那时，地幔大约是1900-3000开尔文(2960-4940华氏度)，而今天是1600-2600开尔文(2420-4220华氏度)
根据作者的说法，如果早期地球有比今天更大的海洋，那可能会改变早期大气的组成，减少反射回太空的阳光量
这些因素会影响气候和支持地球上第一个生命的栖息地
哈佛大学矿物物理学家、这项新研究的合著者丽贝卡·费舍尔说:“有时候人们很容易忘记，行星的内部深处其实对地表的情况很重要。”
“如果地幔只能容纳这么多水，那它一定会去别的地方，所以地表下几千公里处发生的事情可能会有相当大的影响
" 在过去的5.41亿年里，地球的海平面一直保持相当稳定
然而，要估计地球历史早期的海平面更具挑战性，因为从太古宙以来几乎没有证据幸存下来
随着地质时间的推移，水可以通过板块构造从表层海洋移动到内部，但是水流量的大小还没有被很好地理解
由于这种信息的缺乏，科学家们假设全球海洋的大小在地质时期保持不变
在这项新的研究中，合著者、哈佛大学矿物物理学家董俊杰开发了一个模型，根据温度来估算地幔可能储存的水总量
他整合了不同地幔矿物能储存多少水的现有数据，并考虑了这23种矿物中的哪一种会在地球过去的不同深度和时间出现
他和他的合著者随后将这些储存量估计值与地球冷却时的表层海洋体积联系起来
耶鲁大学的地球物理学家Jun Korenaga没有参与这项研究，他说这是科学家第一次将地幔中水储存的矿物物理数据与海洋大小联系起来
“这种联系在过去从未被提出过，”他说
董和费舍尔指出，他们对地幔水储存能力的估计存在很多不确定性
例如，科学家们并不完全了解地幔中的主要矿物布里奇曼岩能储存多少水
新的发现揭示了全球海洋是如何随着时间的推移而变化的，并可以帮助科学家更好地理解地球和其他行星上的水循环，这对理解生命在哪里进化可能是有价值的
“了解一些关于全球水量平衡演变的定量信息肯定是有用的，”没有参与这项研究的西北大学地震学家苏赞·范德利说
“我认为这对像我这样的基本地震学家很重要，他们对当前的地幔结构进行成像并估计其含水量，但对寻找含水系外行星并询问我们的水来自哪里的人也很重要
" 董和费舍尔现在用同样的方法来计算火星内部可能含有多少水
“今天，火星看起来非常寒冷和干燥，”董说
“但是大量的地球化学和地貌证据表明，早期的火星表面可能含有一些水——甚至是一个小海洋——所以人们对了解火星上的水循环很感兴趣
"
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