毛河光院士发文PNAS：下地幔的氢元素

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2017年1月31日，北京高压科学研究中心毛河光院士领导的研究小组在《美国科学院院报》发表题为《下地幔环境下沼铁矿的脱氢反应》(Dehydrogenation of goethite in Earth’s lower mantle)的研究论文，报道了氢元素在下地幔区域可以独立于水而存在，这种脱氢模式可以用于解答一系列下地幔区域的地球科学谜团。

长久以来，由于水分子的化学结构相当稳定，地球内部的水循环与氢循环被认为是对等的。毛河光领导的研究小组发现，在下地幔条件下，含水矿物中的水分子的稳定性会下降，氢元素因此会独立于水，在高温高压下释放出来。

毛河光院士指出：“含水矿物中的水在下地幔环境下会失去稳定性，分离出氢元素。”“氢氧循环在地核以上会出现局部分离”，胡清扬补充道。

地球深部的氢循环

继之前二氧化铁 (发表于《自然》) 的发现，研究小组同样使用通过金刚石对顶压砧，将沼铁矿的主要成分(FeOOH)  压缩至72万大气压以上，并通过激光加温，X射线衍射技术发现氢气会从样品中释放，这种脱氢速率与加热温度和时间息息相关。

对地球化学家而言，下地幔一般认为是还原态的，而该工作表明在富含含水矿物的区域中，氢气会分离并向地幔上方迁移，而高度氧化的二氧化铁会留在地幔深处。这个新的发现将对地球内部化学环境的研究产生重要影响。

人物名片

北京高压科学研究中心（英文名 Centra for High Pression Science & Technology Advanced Research, 简称HPSTAR）。中心总部位于北京，分部位于上海，长春。中心借鉴美国卡内基-德国马普的精英科研管理模式，邀揽顶尖人才，提供长期稳定的支持，充分利用国内外的大科学实验平台，专心致力于高压科学与技术的研究，力争用较短时间在若干重大领域取得重要突破，打造未来世界压缩科学的研究中心。中心由中组部“顶尖千人计划”毛河光院士担任主任。毛河光院士是卡耐基研究所地球物理实验室的资深研究员、美国国家科学院士、美国矿物学理事、美国地球物理学会理事、地球化学学会及欧洲地球化学学会理会，是高压科学领域国际公认的学术领袖。

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