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地底新大洋能否成北京福音 专家称开采成本高

时间:2019-07-27 19:47:37点击:145  作者:  来源:

地底新大洋能否成北京福音 专家称开采成本高   美国科学家在地球深处发现相当于北冰洋大小的含有地下水的岩石区,尤其是北京的地下深处岩石的含水量最为丰富。地球深处的岩石中为何会含有如此大量的水呢?岩石层含水是否会影响北京地表的稳定呢?如此大量的地下水又是否能开采出来加以利用呢?

 近日,美国科学家报告说,他们在地球深处发现一个巨大的,面积与北冰洋一般大小的“大洋”。这是科学家第一次在地表下发现如此多的水,华盛顿州立大学的地质学家迈克尔·维瑟逊和校友加州大学的耶西·劳伦斯合作完成的论文已发表在美国地球物理协会的杂志上。更为有意思的是,这一巨大水体的位置主要是在东亚及北京的地下深处。因此科学家把这种新的地底特征称为“北京异常”。

 地球深处发现相当于北冰洋大小的地下水,水分被禁锢在岩石内部。

 迈克尔·维瑟逊和耶西·劳伦斯两人一起分析了将近60万份的震波图(地震穿过地球时产生的震波的记录,通过分布在世界各地的装置收集起来)。他们注意到,在亚洲大陆下面,地震波表现出了减弱的现象,而且速度也略有减慢。

 维瑟逊猜测,地震波的衰减有可能是由于受到大面积的地下水的影响。而这片地下水体的面积有可能与北冰洋一般大小。然而,如此面积巨大的水体不可能有一个人会打算利用潜艇对这一区域进行探测,原因在于,所发现的这些水体均被禁闭在位于地表以下700公里到1400公里的岩石之中。

 维瑟逊表示,事实上探测到的这个地下水体区域并不是真正的大洋。它只是含有水分的岩石,而且岩石的可能含水量不到0.1%。但是从这一区域的大小来判断,仅仅这0.1%的水量累计也足够达到一个巨大的程度。

 如果北京地下深处有水,将有可能在地表形成温泉和汽泉。

 地表以下700公里到1400公里位置本应该是属于地幔层。地幔有可能存在如此大面积的地下水吗?

 中国地质科学院地质所研究员韩同林告诉记者,目前各国科学家普遍认为地球作为一个整体,在构造上由同心圈所组成。最外面的一层叫地壳,地壳的平均厚度为33公里,大陆所在的地方比较厚一些,海洋的地方比较薄。地壳的压力由上至下逐渐加大,由表面的一个大气压增至1300个大气压,温度至底部增加到摄氏1000度左右。

 地壳往下的那一层叫做地幔,又称“中间层”,介于地壳和地核之间,厚度2900公里左右。地幔的物质可能是固态的,也可能像黏胶一样处在半流动状态。地幔再往里就是地核,它的半径约3500公里。地核可分为“外地核”和“内地核”两层。因为地核离开地面太深,所以我们至今对它了解得很少。

 韩同林指出,当地壳的某个地方发生裂隙,“地幔”上部的物质就会喷出地表,形成火山。如果正如美国专家所推测的那样,在地下700公里到1400公里的地幔层发现大量含有水分的岩石,那么在地下高温高压的情况下,岩石中的水必然会蒸发出来形成气体,而“无孔不出”的在地面形成温泉、汽泉等自然现象。但是目前我们在北京却很难看到这样的现象。

 地震波的衰减和很多因素有关,不仅仅是因为地下水,不同性质的岩石、过渡层等等都可以引起地震波的衰减。因此,东亚地区地下是否真正含有美国专家所推测的含水岩石区还需要进一步研究。

 岩石中的结晶水理论上可开采,但成本昂贵。

 维瑟逊提到,新发现的地下水以0.1%的比例存在于距地表700公里到1400公里的岩石中,虽然它的比例很小,但是总量估计的数字却非常巨大。如果进一步的勘测证明了维瑟逊的推测,那么相当于北冰洋水量的这些结晶水是否能加以开发利用呢?

 韩同林说,虽然理论上我们通过开采这些岩石经过高温融化蒸发收集和过滤是可以获得水的,但是目前这项工作的成本将是人们负担不起的。我们能做到的还是保护好我们现有的地下水资源。 [Page]

 韩同林告诉记者,以北京为例,几百年前北京还是一个“水城”,但是,目前北京地区地下松散层中的水基本上已近用光了,使用的基本上是岩溶水和裂隙水。目前,相关学者也在努力研究涵养北京水资源恢复地下水的好方法。

●专家解析

 地下水随火山喷发跑出地面

 岩石中为何会有水呢?韩同林解释,苏联有科学家就曾提出,现在地球表面的水仅仅占地球总水量中的13%,还剩87%的水量保存在地幔里,成为不断补充地表水分的后备来源。

 有一种关于地表水来源的假说就称,地球表面本来没有水,而地表最初的水,大部分以岩石结晶水的形成存在于地球内部,或者溶解在岩浆中。随着地球的演化,这些地球内部的水通过火山喷发,也可能通过岩浆侵入等方式跑出来,蒸发到大气中,再降落下来形成了地球上最初的地表水。甚至还有人估计,目前全世界每年仅因为火山爆发,就带到大气中4000~5000万吨的水。

 ●延伸阅读

 北京地区曾是海洋

 北京的海拔在二三十米左右,并且地面非常的平坦,很早的时候关于北京地势平坦的原因就引起了人们的猜测。有人说是海洋将北京填平的,因此有学者推测,在数百万年以前北京地区曾是海洋,而海边就在现在的延庆,那时的海也就是我们现在看到的渤海。这个猜测成了著名的北京湾猜想。

 而几十年来,地质和考古工作者也发现了大量的可以印证北京湾猜想的证据。如今王府井是北京最繁华的商业区,但是在20世纪末王府井地区曾经发掘出鲸鱼的化石。不仅如此,上世纪70年代考古工作者还在顺义和延庆地区发掘了大量的特殊沉积物,里面含有大量的涵养生物化石。

 但是现在它也留给我们很多待解的问题,如果230万年前北京曾是海洋,那么海洋的面积有多大?是覆盖了现在北京的整个16区县吗?海水又是什么时候逐渐消失的?这些疑问还有待科研工作者进一步研究。(孙燕燕)


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