天文學家知道海王星是一顆有著像地球一樣固態硬核的星球,但是海王星的含水量非常高,估計在其硬核的外面,裹著很厚的一層水,深度可達幾十萬哩。

科學家還知道在我們銀河系中有很多像海王星一樣的星球,在已經發現的系外行星中也有大量這類富含水資源的世界。

可是科學家不知道的是,幾十萬哩深的水會對行星的結構、組成和地質循環系統帶來甚麼影響?

美國亞利桑那州立大學研究者引領的一個研究組首次對此展開研究。科學家探測到這種星球上含有大量的水,也含有固態岩石,因為水相對輕一些,所以推測水將浮在星球的表面,內部是岩石硬核,兩者之間應該有著清晰的界限。

然而,在兩者交界處那樣極端高壓和高溫的條件下,這份研究發現水和岩石的狀態完全不像我們想像的那樣簡單。

為了模擬那樣的環境,研究人員用上了鑽石對頂砧。這種設備利用兩個鑽石平面相互擠壓,產生極高的壓力。

研究人員將二氧化矽浸在水中,擠壓在鑽石對頂砧內,再用激光把樣品加熱到幾千華氏度的高溫。之後用X射線觀察二氧化矽和水的情況。

研究人員發現,這種狀態下,意外地出現一種二氧化矽、氫、氧混合的新型固態物質。

「以前以為,這種富含水的星球上,水和岩石層是完全分開的。」這項研究的負責人尼斯(Carole Nisr)說,「但是我們從實驗中發現,水和二氧化矽產生一種以前我們不知道的反應,結合成一種穩定的、固體中間態。」

研究人員認為,如此看來這類富含水資源行星的地質活動和循環,肯定和地球這樣岩石行星很不一樣。研究者希望這項研究為後續研究奠定基礎,幫助科學家更好地了解這類行星的奧秘。◇