天體物理學觀察表明，在我們的星系中，類海王星的富水系外行星很常見。
這些“水世界”被認為被覆蓋著一層厚厚的水，幾百到幾千英里深，在岩石地幔之上。
雖然富含水的系外行星很常見，但它們的組成與地球大不相同，因此就這些行星的結構、組成和地球化學循環而言，還有許多未知。
為了尋求對這些行星的更多瞭解，由亞利桑那州立大學領導的一個國際研究小組，為富含水的系外行星提供了首批礦物學實驗室研究之一。他們的研究結果最近發表在《美國國家科學院院刊》。
研究化學反應和過程是理解這些常見行星類型的重要一步。
一般的科學推測是，水和岩石在水世界的內部形成獨立的層。
因為水更輕，在富含水的行星的水層下面，應該有一個岩石層。
然而，水和岩石層之間的極限壓力和溫度會從根本上改變這些材料的行為。
為了在實驗室模擬這種高壓和高溫，主要作者和研究科學家卡羅爾·尼斯在亞利桑那州立大學的地球和行星材料實驗室用高壓鑽石砧進行了實驗。
在他們的實驗中，研究小組將二氧化硅浸入水中，將鑽石之間的樣品壓縮到非常高的壓力，然後用激光束將樣品加熱到幾千華氏度。
該團隊還在伊利諾伊州的阿爾貢國家實驗室進行了激光加熱。
為了監測二氧化硅和水之間的反應，當激光在高壓下加熱樣品時，進行了x光測量。
他們發現了一種意想不到的新固相，硅、氫和氧合在一起。
尼斯說,
“最初，人們認為富含水的行星中的水和岩石層是分開的，但我們通過實驗發現，水和二氧化硅之間有一種前所未有的反應，而且在一種中間組合物中，固相的穩定性很差。在高壓和高溫下，水和岩石之間的區別似乎模糊，研究人員希望這些發現將推進我們對富含水的行星的結構和組成及其地球化學循環的瞭解。我們的研究具有重要的意義，並對富含水的系外行星內部的化學成分和結構提出了新的問題，富水行星的地球化學循環可能與岩石行星(如地球)的非常不同”
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