难道地表500公里深处也有海洋？

你对我们脚下500公里深的地球了解多少？加拿大阿尔伯塔大学的皮尔森教授将在《自然》杂志上发表他的最新论文，让我们大吃一惊。作者利用X射线衍射、拉曼衍射、红外光谱等材料分析技术，对地幔过渡带(距地表410~660公里)的一种稀有矿石样品——方石英进行了研究。他们的工作表明样品富含水，并支持过渡带是含水区的假设。

尖晶石橄榄石

橄榄石对我们来说可能并不陌生。它的主要成分是铁或镁的硅酸盐。然而，晶体橄榄石鲜为人知。锐晶橄榄石是一种高压多晶型橄榄石，能承受距地幔500~660公里的高温高压。它以澳大利亚地质学家泰德·林伍德的名字命名。早在上个世纪，对地震的观察表明，地震波会在一些不连续的区域突然发生变化。特德·林伍德首先提出了这样的观点，即这些间断是由于矿物橄榄石的相变引起的，橄榄石是上地幔的重要组成部分。这些变化将导致高压相，包括称为尖晶石结构的晶体结构。后来，人们在陨石中发现了这种结构。

尖橄榄石的位置

然而，到目前为止，还没有人从地幔中看到尖状橄榄石，尽管地球物理学家确信它一定存在。一方面，来自过渡带下地幔的样品非常罕见，只能在少数稀有钻石中找到。另一方面，即使在钻石内部，当钻石从地球表面升起时，其内部压力也逐渐降低。自然，尖晶橄榄石会变成橄榄石。即便如此，在皮尔森教授和他的同事们共同研究的钻石中，尖晶橄榄石仍然保留了其原始结构。这是一个惊人的发现，也表明钻石移动到地表的速度极快，这可能是由过渡地带岩浆产生的火山爆发造成的。

尖橄榄石的位置

地幔与地震

乍一看，地幔这个名字可能会让人感到困惑，但如果你看它，它会消散。地壳下面是地球的中间层，称为“地幔”，厚度约为2900公里。它的化学成分主要是含铁和镁的硅酸盐(即橄榄石)，占地球体积的83%，总质量的68%。这是地球内部体积和质量最大的最大层。地幔可分为上地幔和下地幔，有时也可分为上地幔、下地幔和过渡带。

地壳结构

对地幔的单一研究可能过于空洞，缺乏实际意义，但当地幔结构与地震联系在一起时，它将指导我们面对灾难的预防。一些科学家认为深源地震(震源深度超过300公里)可能是由地幔中的一种矿物橄榄石的相变引起的。相变是指当温度和压力等外部参数连续变化时，物质从一种相态变为另一种相态的过程。

一个由法国和美国研究人员组成的研究小组在《科学》杂志上发表文章说，他们借助同步辐射和声学及材料高端技术，在实验室成功模拟了深源地震的发生过程。此外，他们模拟了地幔深处连续的高温高压环境，在这种条件下，他们观察到了橄榄石结构向尖晶橄榄石结构转变过程中化学键断裂和新晶核的形成。这些键的断裂和扩散速度极快，同时能量迅速释放，产生弹性波。有了这些知识，你能想到一些监测地震的方法吗？