岩石中竟藏大量的“水”

文摘   2024-09-05 19:15   浙江  


近日,我国科学家发现,月球的土壤含有大量的氢,加热至高温后,氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,生成单质铁和大量水。


温度升高到1000℃以上时,一吨月壤就可以产生56-71千克的水。


▲月球上有水资源?

这一发现让人惊讶,看起来坚硬、无孔不入的岩石怎么能产生那么多水呢?


事实上,岩石和矿物中的“水分”远比我们想象的要多得多。地球上的水无处不在,岩石中也不例外。


▲岩石和水

矿物学中,根据矿物中水的存在形式及它们在晶体结构中的作用,可以把水分成两个大类:

一类是不参加晶格与矿物晶体结构无关的,统称为“吸附水”。

一类是参加矿物晶体结构的水,这类水包括:“结构水”、“结晶水”、“沸石水”、“层间水”。


▲绿松石


其中,最常见的三种水是“结构水”、“结晶水”和“吸附水”。绿松石宝石中就含有这三种水,含水量较多就会显示瓷状光泽,含水量较少就显示土状光泽。


▲水的结构


“结构水”也被称为“化合水”,是指存在于矿物晶格中的水,是矿物中水最牢固的存在形态。结构水一般在高温(600—1000℃)下才会逸出。


很多性质稳定的矿物中都含有“结构水”,如:托帕石(Al2SiO4(F,OH)2)、葡萄石(Ca2Al(AlSi3O10)(OH)2)、孔雀石(Cu2(OH)2CO3)等。


▲葡萄石


“结晶水”也被称为水合水,是结合在化合物中的水分子,是矿物化学成分的一部分。结晶水通常在100—200℃才会逸出。


很多晶体都含有结晶水,如石膏(CaSO4·2H2O)、胆矾(CuSO4·5H2O)等。


▲石膏

“吸附水”就是在矿物表面、裂隙中的水。这种水不属于矿物的化学成分,不写入化学式。当温度达到100一110℃时,吸附水就会全部逸出。


许多矿物和宝石都有吸附水,这就是为什么一些宝石长时间在高温干燥的环境下变得黯淡无光的原因,这种现象也称为“跑水”。


▲容易失水的宝石——欧泊


水是生命之源,对于岩石和矿物来说,水的存在也同样重要。一些含水的矿物在失去水之后,不仅外观会变丑,硬度也会降低。


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文| 一地文化

课| 一地文化

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