Een nieuwe waterige fase, ε-AlOOH, werd waargenomen stabiel te zijn bij drukken boven 200 GPa. De stabiliteit van ε-AlOOH bij extreem hoge drukken kan de modelleringsresultaten van de interne structuur en diepwatercirculatie van sommige extra-solaire planeten beïnvloeden, zoals terrestrische superaardes, omdat het hydroxide water kan opslaan in deze regio's.

Waterstof is het meest voorkomende element in het universum en speelt een belangrijke rol in de structuur, dynamiek, en evolutie van de planeten. Waterstof wordt getransporteerd naar diepe mantelgebieden als een waterhoudend mineraal via de subductie van oceanische platen. Om de wereldwijde waterstofcirculatie in de aardmantel beter te begrijpen, een aantal hogedrukexperimenten werden uitgevoerd op de stabiliteit van waterige fasen onder lagere mantelomstandigheden. Recente ontdekkingen van nieuwe waterhoudende hogedrukmineralen hebben het stabiliteitsveld van waterhoudende fasen uitgebreid naar een grotere druk, temperatuur- en samenstellingsbereiken, suggereert het bestaan ​​en de belangrijke rol van water in het diepste deel van de aardmantel. Echter, er zijn weinig studies gedaan naar waterhoudende mineralen in het meercomponentensysteem dat relevant is voor de feitelijke subductieplaten onder de druk- en temperatuuromstandigheden van de lagere delen van de aardmantel en die in andere planetaire interieurs.

We hebben in-situ röntgendiffractie-experimenten uitgevoerd op grote waterige fasen in de onderste aardmantel, CaCl ₂ -type d-AlOOH, en zijn solide oplossingen met FeOOH en MgSiO ₄ H ₂ bij drukken tot ~270 GPa, veel hoger dan die van de aardmantel. Hoge druk-temperatuur (P-T) omstandigheden werden bereikt door technieken met behulp van een multi-aambeeld (MA) apparaat en een laser-verwarmde diamanten aambeeldcel (DAC) in een breed bereik van drukken tot 270 GPa en temperaturen tot 2, 500 K (tabel S1).

Boven 190 GPa bij 2500 K, we zagen dat d-AlOOH overging naar een nieuwe fase, genaamd e-AlOOH. We ontdekten ook dat hydroxiden vaste oplossingen vormden over een breed samenstellingsbereik in de AlOOH-FeOOH-MgSiO ₄ H ₂ systeem, die de belangrijkste elementen in terrestrische rotsen herbergt. Zo kan water worden opgeslagen in deze hydroxiden in het diepe binnenste van de aarde, terrestrische superaarde, en de rotsachtige kernen van sommige ijzige planeten, ongeacht hun compositiemodellen.