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岩石中竟藏着丰富的水资源 [复制链接]

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近日,我国科学家揭示了一个惊人的发现:月球的土壤中蕴含着丰富的氢元素。当这些土壤被加热至高温状态时,其中的氢会与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应。这一过程不仅会产生单质铁,更会生成大量的水。令人振奋的是,当温度攀升至℃以上时,每吨月壤竟然能产生高达56-7千克的水。这一发现,无疑为未来的月球水资源开发提供了新的思路。

▲月球竟藏水资源?

这一发现确实令人瞩目,坚硬的岩石竟能生成如此大量的水,这究竟是何原因?事实上,岩石和矿物中所含的“水分”远超我们的想象。在地球上,水无处不在,岩石中同样蕴含着丰富的水资源。

▲岩石与水的关系

在矿物学领域,水分在矿物中的存在方式及其在晶体结构中的作用,是研究的重点。根据这些特性,水分可以被划分为两大类别:一类是不参与晶格形成,与矿物晶体结构无直接关联的“吸附水”;另一类则是深入参与矿物晶体结构的水,包括“结构水”、“结晶水”、“沸石水”以及“层间水”。

▲绿松石中的水

在绿松石这一宝石中,我们常能观察到三种类型的水:结构水、结晶水和吸附水。这三种水的含量直接影响着绿松石的光泽。当含水量较高时,绿松石会展现出如瓷器般的细腻光泽;而含水量较低时,则呈现出一种土状的温润光泽。

▲水的结构

“结构水”又被称为“化合水”,它指的是那些固定在矿物晶格中的水分子,这种形态的水在矿物中最为稳定。通常情况下,结构水在高温环境下(约至℃)才会被释放出来。许多性质稳定的矿物都含有这种结构水,例如托帕石(化学式为Al2SiO4(F,OH)2)、葡萄石(Ca2Al(AlSi3O0)(OH)2)以及孔雀石(Cu2(OH)2CO3)等。

▲葡萄石

“结晶水”又被称为“水合水”,它指的是那些与化合物紧密结合的水分子,成为矿物化学成分不可或缺的一部分。相较于结构水,结晶水在较低的温度下(通常在00至℃范围内)便会逸出。众多晶体中,石膏(其化学式为CaSO2H2O)和胆矾(化学式为CuSO5H2O)便是含有结晶水的典型代表。

▲石膏

“吸附水”是指那些附着在矿物表面或存在于裂隙中的水分子。这些水分子并不构成矿物的化学成分,因此在化学式中并不加以标注。当温度达到00至0℃的范围内时,这些吸附水便会全部逸出。

许多矿物和宝石中都存在吸附水,这也是为什么某些宝石在长时间处于高温干燥的环境中会失去光泽,变得黯淡无光。这种现象通常被称为“跑水”。

▲易失水宝石——欧泊

水,这一生命之源,同样对岩石和矿物至关重要。某些含水矿物在失去水分后,不仅会变得丑陋不堪,其硬度也会显著下降。

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