冰行星表面深處發生了什麼事，是否有液態水？如果是，如何與行星岩石「海底」相互作用？新實驗表明，介於地球大小和地球 6 倍間的水冰行星，水會選擇性從典型的岩石礦物濾出鎂。實驗室裡科學家創造壓力高達十萬大氣壓、溫度超過攝氏 1,000 度的環境，並以類似但比海王星和天王星小的行星來模擬。
南韓首爾延世大學（the Yonsei University of Seoul）Taehyun Kim 領導的國際研究團隊進行一系列具挑戰性的實驗，顯示水如何在20~40Gigapascal（GPa）壓力下從某些礦物質，如鐵方鎂石（Mg, Fe）O和橄欖石（Mg, Fe）2SiO4強烈濾出氧化鎂（MgO）。這相當於地球大氣壓20萬到40萬倍，溫度高於1,500K，這種條件存在於富含水的亞海王星（sub-Neptune）系外行星的水層底部和岩石地函之間界面。
研究團隊成員的德國地球科學研究中心的科學家Sergio Speziale說：這些發現為海王星和天王星等大型冰行星的熱歷史打開新局面。研究結果發表在《Nature Astronomy》期刊。
▲ 富含水的亞海王星系外行星的剖面圖，以橙色線條顯示深水層與下伏岩石地函之間的的相互作用區域。
科學家得出的結論是，水層和下方岩石地函（rocky mantle）之間界面，MgO的強烈溶解可能會在具適當大小和組成、富含水的亞海王星系外行星（如TRAPPIST-1f）產生行星歷史早期熱階段的化學梯度。這些在行星海底具有差異化分佈的氧化鎂梯度，可在長期冷卻演變過程部分保留。
