你知道地球上最老的地下水是多大年龄吗?( 二 )


02
封闭的岩体裂隙
如果岩体裂隙在水进入后 , 由于构造运动、沉积等原因封闭 , 同时裂隙周围的岩体又特别致密 , “困在”其中的裂隙水就有可能会被保存很长的时间 。 这样的裂隙水 , 水量比流体包裹体要大得多 , 是寻找古老地下水的绝佳选择 。
你知道地球上最老的地下水是多大年龄吗?
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▲图5:致密、封闭的岩体裂隙中存在的地下水 , 往往可以保存很久
最古老的地下水
2013年 , 科学家在加拿大安大略省蒂明斯市(Timmins,Ontario,Canada)附近的基德溪矿井(KiddCreekMine)2.4km深处 , 发现了贮存在铜锌矿床裂缝中的水 。 这里的矿床有着近27亿年的历史 , 而水则被完好的密封在矿床裂缝中 。 钻开岩缝 , 水的流量最高可达每分钟两升[3][4] 。 水量之多 , 让人惊诧 。
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▲图6:基德溪矿(KiddCreekMine)所在位置
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▲图7:基德溪矿坑外景
科学家们小心翼翼的采集了水样 , 对水中所含的惰性气体同位素氦、氖、氩和氙的含量分别进行测定 , 得出水的年龄至少在10亿年以上 。 结合水中的其它元素综合分析 , 这些水的年龄可能在15亿年左右[3][4] 。
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▲图8:矿坑岩体裂缝中流出的古老地下水[3]
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▲图9、10:科学家们在矿坑中采集水样
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▲图11:该成果发表于2013年的《Nature》
2016年 , 在基德溪矿井的更深处(2.9km) , 科学家们采集到了新的水样 , 经过分析 , 发现这些水的平均年龄在16亿岁左右 , 最老的甚至可能达到20亿年 , 刷新了此前最古老的水的纪录[5][6] 。
因此 , 目前已知的最古老的地下水 , 其年龄在16亿岁以上[5][6] 。
需要说明的是 , 由于年龄太过古老 , 鉴定结果存在一定误差 。 鉴定方法不同 , 得出的结果也不尽相同 。 因此 , 比起精确的年龄值 , 科学家们只能确定一个大致的范围 。 相信随着科学勘探的不断推进 , 技术手段的不断提升 , 以及定年方法的不断发展 , 未来我们将会发现更多更古老的地下水 , 对其年龄的测定也会更加精确 。
也许有读者会疑惑:这样古老的地下水 , 喝起来味道如何呢?答案可能会让大家失望了 。 由于长时间的地下封存 , 水与岩石之间发生着物理化学反应 , 大量物质溶解在水中 , 造成水中矿物质含量很高 , 是名副其实的“矿泉水” 。 如果尝一口的话 , 那味道一定是又苦又涩 。
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▲图12:一天八杯水 , 健康永相随 。 今天 , 你喝了多少水?
水与生命起源
寻找地球上最古老的水 , 也是在寻找生命起源的秘密 。 生命最早起源于水中 。 水作为生命产生的必要溶剂 , 其中溶解了很多重要元素和化合物 , 如氢、甲烷、氮、二氧化碳和氨等 , 水与这些物质混合、相互作用 , 产生了有机物 。 有机物聚合成更复杂的结合体 , 并开始生长繁殖 , 最早的生命就诞生了 。 因此 , 探究最古老的水中所包含的物质 , 是探究生命起源的重要线索 。