原標題：地球深部水循環(huán)關(guān)鍵機制揭示
科技日報蘭州4月22日電 （記者頡滿斌 通訊員余若怡）記者22日從蘭州大學(xué)獲悉，該校地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院巖石圈演化與戰(zhàn)略礦產(chǎn)團隊王寶云博士聯(lián)合國內(nèi)外學(xué)者，通過系統(tǒng)研究含水鋁硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)，揭示了地球深部水循環(huán)的關(guān)鍵機制。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上。
“代表大洋沉積物的含水鋁硅酸鹽體系是少數(shù)能在地幔正常地溫梯度下穩(wěn)定的含水體系。”王寶云介紹。基于此，研究團隊通過電子探針、納米離子探針、拉曼光譜以及單晶X射線衍射等手段，系統(tǒng)研究了該體系含水鋁硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)。團隊發(fā)現(xiàn)，在地幔過渡帶冷俯沖地溫梯度下合成的含水鋁硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)，普遍呈現(xiàn)有序態(tài)；而在正常地溫梯度下合成的含水鋁硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)，普遍呈現(xiàn)無序態(tài)。
同時，研究團隊系統(tǒng)分析了各類含水鋁硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)，厘清了它們之間的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)，晶體結(jié)構(gòu)的無序性在多個相變過程中起到了關(guān)鍵作用。“例如，晶體結(jié)構(gòu)的無序性誘導(dǎo)了羥基黃玉Ⅰ相向羥基黃玉Ⅱ相、Psi相向Al-D相的轉(zhuǎn)變。”王寶云解釋。
研究團隊進一步提出，含水鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)無序引入了額外的熵，是它們在地幔過渡帶條件下保持穩(wěn)定的關(guān)鍵機制。同時，這種結(jié)構(gòu)無序性促進了更多氫元素摻入晶體結(jié)構(gòu)，從而顯著影響地幔深部水循環(huán)過程。