根據一項新的研究，在4至32億年前的太古代時代中，廣闊的全球海洋可能覆蓋了地球早期，這是其地幔比今天更熱的副作用。
該研究的作者說，新發現挑戰了早先的假設，即地球全球海洋的大小會隨著時間的推移保持不變，併為地球的大小在整個地質時間內可能發生變化提供了線索。
地球的大部分地表水存在於海洋中。但是，在地球內部深處還有第二個水庫，以氫和氧的形式附著在地幔中的礦物質上。
AGU Advances的一項新研究發表了具有影響力的，開放獲取的研究報告和有關地球和太空科學的評論，估計了地幔今天可能容納多少水，以及過去可能儲存了多少水。
這些發現表明，由於地球早期比今天更熱，其地幔中的水可能較少，因為地幔中的礦物質在較高的溫度下會保留較少的水。假設地幔目前的質量是海洋質量的0。3-0。8倍以上，那麼早太古宙時期可能存在較大的表層海洋。當時，地幔約為1，900-3，000開氏度（2，960-4，940華氏度），而今天的地幔為1，600-2，600開氏度（2，420-4，220華氏度）。
這組作者說，如果地球早期的海洋比今天更大，那可能會改變早期大氣的成分，並減少反射回太空的陽光數量。這些因素會影響支援地球上第一生命的氣候和棲息地。
哈佛大學礦物物理學家麗貝卡·菲舍爾（Rebecca Fischer）說：“有時候，人們很容易忘記，行星的深層內部實際上對地表的變化很重要。” “如果地幔只能容納這麼多的水，那麼它就必須去別的地方，因此，在地表以下數千公里內發生的事情可能會產生很大的影響。”
在過去的5。41億年中，地球的海平面一直保持相當穩定。但是，由於太古代以來尚無證據支援，因此，要估算地球歷史早期的海平面更具挑戰性。在地質時期內，水可以透過板塊構造從表層海洋流到內部，但是人們對水通量的大小尚不十分了解。由於缺乏資訊，科學家們假設全球海洋大小在地質時間內一直保持不變。
在這項新研究中，合著者是哈佛大學礦物物理學家董俊傑，他開發了一個模型，可以根據其溫度估算地幔可能儲存的水總量。他結合了有關不同地幔礦物可以儲存多少水的現有資料，並考慮了這23種礦物中的哪一種將發生在地球過去的不同深度和時間。然後，他和他的合著者將這些儲藏量估計值與地球冷卻時的表層海洋體積聯絡起來。
沒有參與這項研究的耶魯大學地球物理學家Jun Korenaga說，這是科學家們第一次將地幔中儲水的礦物物理資料與海洋大小聯絡起來。他說：“這種聯絡過去從未被提出過。”
Dong和Fischer指出，他們對地幔儲水量的估計存在很多不確定性。例如，科學家並不完全瞭解在地幔中的主要礦物質布里奇錳礦中可以儲存多少水。
新發現揭示了全球海洋可能隨著時間變化的情況，可以幫助科學家更好地瞭解地球和其他行星上的水迴圈，這對於瞭解生命在何處進化具有重要價值。
西北大學地震學家蘇贊·範德·李（Suzan van der Lee）說：“瞭解有關全球水預算演變的定量資訊絕對有用。” “我認為這對於像我這樣的堅韌不拔的地震學家來說很重要，他們對當前的地幔結構進行成像並估算其含水量，但是對於人們尋找含水系外行星並詢問我們水來自何處的起源也很重要。 。”
Dong和Fischer現在正在使用相同的方法來計算火星內部可能容納的水量。
董說：“今天，火星看起來非常寒冷乾燥。” “但是許多地球化學和地貌證據表明，火星早期可能在地表甚至是小海洋中都含有一些水，因此人們對理解火星上的水迴圈非常感興趣。”