丰富的氢和氦使其成为可能的能源。

研究人员在南非的一个矿井中发现了 12 亿年前的地下水。 （图片来源：Oliver Warr 博士/多伦多大学）

最近在南非一个矿井的地下深处发现的地下水估计有 12 亿年的历史。 研究人员怀疑地下水是地球上最古老的地下水之一，它与周围岩石的化学相互作用可以为地壳中的能源生产和储存提供新的见解。

事实上，加拿大多伦多大学地球科学系的研究助理、一项关于地下水发现的新研究的主要作者奥利弗·沃尔在一份声明中将这个位置描述为“潘多拉的氦盒子”。 制氢能源。”

根据这项研究，南非地下水还富含最高浓度的放射性产物——由放射性产生的元素——但在流体中发现了这一点，这表明古老的地下水位点有朝一日可能成为能源。

金矿和铀矿，被称为 Moab Khotsong，位于约翰内斯堡西南约 100 英里（161 公里）处，是世界上最深的矿井之一，其最深处位于地表以下 1.86 英里（3 公里）处 ，根据我的。

这一新发现是在 2013 年的一次研究考察（也是由 Warr 领导）期间发现的大约 18 亿年前的地下水之后的发现。 这一发现发生在安大略省的基德溪矿，该矿位于加拿大地盾下方，这是一种由火成岩和变质岩组成的地质结构，可追溯到前寒武纪（45 亿至 5.41 亿年前）。 加拿大地盾横跨 300 万平方英里（近 800 万平方公里），Warr 在 7 月 5 日发表的一篇博文中将其称为“隐藏的水地圈”——富含氢气。

“这个新发现最令人兴奋的部分之一是，起初我们认为基德溪的地下水是一个异常值，”Warr 告诉 Live Science。 “但现在我们有了这个全新的地点，位于不同的地方，有着完全不同的地质历史，也保存了十亿年时间尺度的流体。看起来这是这些环境的一个特征，约占大陆总面积的 72%地壳表面积。”

到目前为止，“我们只有一个数据点，很难说，是的，这适用于整个世界，”Warr 说。 “但是这个新站点再次证实了我们认为的事实：这些系统在极长的时间内捕获了水。”

Warr 将岩石释放这种具有十亿年历史的地下水的方式描述为类似于液体从水气球中逸出的方式。

“这些深矿是我们工作的理想地点，因为作为研究人员，我们没有时间或金钱在地下挖洞，但这就是矿山所做的。当他们钻孔时，被困在岩石中的水开始喷涌而出——就像刺穿水气球——我们能够捕捉到它。”

在 Moab Khotsong 收集样本后，Warr 和他的国际研究团队检查了它们的内容，发现这些水含有类似于基德溪水的特性。

“在这些深层环境中，水被保存在岩石的裂缝中，随着时间的推移，它们相互作用，产生铀，然后在数百万甚至数十亿年的时间里衰变，产生惰性气体，”Warr 说。随着这些稀有气体在水中积累，研究人员可以测量它们的浓度以及它们在岩石中的存在时间。

Warr 解释说，收集到的样本含有高盐含量——大约是海水的八倍——以及铀、放射性氦、氖、氩、氙和氪的浓度。他们还发现了氢和氦的存在，这两者都是重要的能源。根据这项研究，这一发现提供了以前从未见过的氦从地球深处扩散的一瞥，这是在我们面临持续的氦短缺时需要考虑的一个重要过程，并且也可能暗示其他行星表面下的能量生产。

“只要有水和岩石，你就会看到氦和氢的产生——这并不一定意味着这必须只发生在地球上，”Warr 说。 “如果火星或任何其他岩石行星的地下有水，那里也可能产生氦和氢，从而产生另一种能源。”

研究结果于 6 月 30 日发表在《自然通讯》杂志上。