46亿年前的地球，远非如今这般温润宜居。那时的星球表面翻涌着炽热岩浆，频繁的星体撞击让整个地球如同炼狱，液态水根本无法存在，生命更是无从谈起。然而，最新科学研究却为这颗“炼狱星球”的演化带来了全新视角——地球深部可能隐藏着推动其蜕变为宜居星球的关键力量。
中国科学院广州地球化学研究所的研究团队通过国际首次高温高压实验证实，在地球形成初期的极端高温环境下，大量水分可能通过矿物结晶过程被高效封存于地幔深处。这一发现颠覆了传统认知，相关成果已发表于国际顶级学术期刊《科学》。研究指出，深部储存的水可能是地球从炽热岩浆世界转变为蓝色星球的核心驱动力。
地球早期形成的岩浆洋在冷却过程中，会结晶出固态矿物并逐渐构成地幔。其中占比超过50%的布里奇曼石成为关键“储水载体”。这种矿物如同微观容器，其“锁水”能力直接决定着岩浆中的水分能否转入固态地球。过去基于低温实验的研究认为，布里奇曼石的储水能力有限，但新研究通过自主研发的极端温压实验装置，将实验温度提升至4100℃的极端条件，发现其锁水能力随温度升高显著增强。这意味着在地球最炽热的岩浆洋阶段，正在结晶的布里奇曼石反而能捕获海量水分，彻底改变了“深部地幔几乎不含水”的传统观点。
要获得这一突破，研究团队攻克了两大技术难关：一是在实验室中模拟地下660公里的极端环境，二是在直径不足头发丝十分之一的微米级样品中，精准检测含量低至万分之一的水信号。团队通过搭建激光加热金刚石压腔装置，成功模拟深部地幔条件并测定相平衡温度，同时结合冷冻三维电子衍射、纳米二次离子质谱等尖端技术，发展出原创性微纳尺度水分析方法。这些技术如同为微观世界配备“化学CT”，最终在样品中清晰识别出水的分布特征。
基于新发现构建的岩浆洋结晶模型显示，由于早期高温下布里奇曼石的强效锁水，下地幔可能成为固体地幔中最大的储水层，其储水量可达此前预估的5至100倍。据估算，早期地幔储存的水量相当于0.08至1个现代海洋的总水量。这些深埋的水并非静止存在，而是作为地球地质活动的“润滑剂”，通过降低岩石熔点和黏度，促进物质循环与板块运动。随着时间推移，深部水通过火山活动等地质过程返回地表，参与原始大气和海洋的形成，成为点燃地球生命火种的关键力量。
该研究通过突破高温高压实验与微纳米水检测技术瓶颈，将相关领域研究水平提升至国际前沿。实验中使用的极端温压模拟装置与原创分析方法，为探索地球深部挥发分行为提供了全新范式，标志着我国在地球早期演化研究领域迈入国际领先行列。
