在地球深处，岩石一直在吸收和释放水分，其影响可能非常广泛。脱水会导致岩石开裂并引发地震，在地质时间尺度上，这种水循环会影响板块构造并移动大陆。
Schmalholz 及其团队想知道水如何穿过不透水的岩石，例如地幔楔、深层岩石圈和下地壳中的岩石。他们假设某些反应会导致这些岩石暂时出现孔隙。通过数学模拟高压下岩石的水合和脱水，他们得出了方程式来估计岩石的孔隙度如何随着水循环而变化。
该研究发表在《地球化学、地球物理学、地球系统》杂志上。
之前的研究表明，在极高的温度下，矿物质可以相互反应形成更致密的矿物质，将水分从矿物质中挤出，并在此过程中产生密度更低、孔隙率更高的岩石。
随着反应的进行，“脱水锋”穿过岩石。另一方面，一些反应导致岩石像干海绵一样，吸收周围的水并变得更致密。这种反应的进展被称为水化锋。
在研究中，研究人员对三种场景(一种用于水化前沿，两种用于脱水前沿)进行了一维模拟，其中没有孔隙的岩石暂时变得多孔。
在水合反应中，水从外部源流入岩石，因此水合前沿总是与流体流动的方向相同。脱水反应有两种可能的情况。在简单的脱水中，水从岩石中流出并进入周围环境，与脱水前沿的方向相反。
在第二种情况下，称为脱水流入，水被挤出矿物质，额外的水流入以填充产生的孔隙，因此流体的移动方向与脱水前沿相同。
无论水被推向哪个方向，如果反应产生的孔隙度允许，它都有可能进入不透水的周围岩石。研究人员指出，描述水如何穿过地球深处是一项挑战，但他们新推导的方程为其他研究水如何推动地球表面下地质过程的人提供了一个框架。