Oliver Warr 博士破解10亿年前地下水的秘密
Dr. Oliver Warr – 3 km underground in a mine, Courtesy: Stable Isotope Lab Oliver Warr 博士破解10亿年前地下水的秘密 翻译: 陈伟斌博士 我们（ON）很高兴最近能够与Oliver Warr博士（OW）进行一场具有启发性的对话。话题专注于Oliver Warr博士的团队在上周（2022年7月）发表于著名的《自然通讯》杂志上的研究结果。其结果显示该团队在位于南非的Moab Khotsong的一座黄金和铀矿中发现了12亿年前的地下深水。 Oliver Warr博士表示，这一发现具有重大意义，它更清楚地解释了生命如何在地球表面以下维持，以及如何在其他行星上繁衍生息的可能性。Oliver Warr博士是多伦多大学地球科学系的研究助理，也是该研究的主要作者。这是他们的新闻稿。 以下是我们与Oliver Warr博士的面对面交谈: ON：非常感谢Oliver Warr博士，在你繁忙的夏威夷会议日程中与我们解悉你的科研成果。首先，我们想知道你是否可以通俗地向我们解释你的研究。 OW: 是的。这完全没问题。实际上，我认为最好从大约10年前说起。当时我们最初对加拿大地盾进行了一项研究，该研究发现，水可以被困于地壳深处长达10亿年。在当时，这一发现是一项开创性的研究。这发现很惊人，因为它揭示了水真的可以长时间被困在地下，比我们想像的要长得多。 但问题是，这有多普遍？可能在世界其他地方找到吗？这是单一个点？仅限于因该点的环境而保存了古老的水？还是反映了一个更广泛的现象？。因为当时我们只看到一个区域，所以我们只能把其看作是一次特殊的情况。 从那时起，我们开始在地球上其他地方寻找这种藏于地壳深处的水——基于岩石覆盖了72%地壳面，我们需要从一个更广泛的角度去了解这种水。由于这些环境是全球性的，所以它就可以容纳高达30%的地下水总量。 但这些水有多古老？从哪里来？具有什么意义？通过什么过程产生和处于哪个进程？这些问题，我们当时还没有答案，但是却把我们引向到当前的研究工作。我们去了世界上一个完全不同的地方，该地方位在南非的一个又深又黑的矿井。在那，我们又发现了古老的水。它和我们在加拿大发现的水一样古老。因此，在世界完全不同的地方，我们发现水已经被困在地下12亿年之久。这太不可思议了，因为意味着这些古老的水属于深层地壳系统的一个普遍特征，那就是在全球环境中，水可以在十亿年的时间尺度上被困住。 这意味著我们10年前的发现不是一个异常，而是具有代表性的；但这些发现只是整个现象的冰山一角。 我们在这个地点还发现，水在这些深岩石中停留了这么久，会与岩石本身发生反应。这些反应可以生产出对人类，较小的生命，和微生物都很重要的资源，例如氦气和氢气。虽然这些发现之前已经被研究和记录，但我们目前研究成果提供了一个证据，证实了这些地下水不仅产生放射性元素，如氦、氖、氩和氙，而且产生了之前从未发现过的， 从未探测到的，作为整个强大化学反应的追踪物，同位素氪。这些放射性元素来源于岩石中，而且散布于地球地壳的其他部分。这意味著它们有可能在全球范围内充当地壳深处的能量源，像发电机一样。 这些深层地下水可以提供氦气，社会需要氦气来满足医疗行业、焊接和大量应用等多种需求。但是氦气资源正在枯萎，我们并不确切地知道氦气的生成和积累机制。因此，这一发现对于理解氦气资源是如何形成和迁移至关重要。此外，如果其他放射性元素，如氢，可以迁移，将意味着这些放射性元素可以维持生命，尽管这些生命完全远离太阳。所以生物群落，生物系统，以及其他生命形式可以在十亿年的时间尺度上在地下深处运行。 Dr. Oliver Warr collecting groundwater sample, Courtesy: Dr. Oliver Warr – University of Toronto ON：哇！太棒了。所以我的下一个问题是：数十亿年的水有什么意义吗？年轻的水也可以吗？ OW: […]
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