地球表面的水-岩石相互作用的机制是众所周知的，而我们和其他地球行星的内部深处的液态水的复杂循环的图景也在不断改善。然而，我们不知道在炽热密集和水冰行星的深层岩石壳之间的界面上发生了什么，其压力和温度均比地球上最深的海洋底部高几个数量级。在太阳系中，海王星和天王星被归类为冰巨人；它们有一个厚厚的外部水冰层，并被深层岩石层所覆盖，界面上的温度是否高到足以形成液态水，目前仍在讨论之中。
一个由韩国首尔延世大学的Taehyun Kim领导的国际研究小组，包括来自亚利桑那大学、DESY、阿贡国家实验室的科学家，以及GFZ德国地球科学研究中心的Sergio Speziale，在PETRA III（汉堡）和高级光子源（美国阿贡）进行了一系列具有挑战性的实验。 表明在20至40千兆帕（GPa）的压力下，水如何从某些矿物，即铁橄榄石（Mg,Fe）O和橄榄石（Mg,Fe）2SiO4中强烈浸出氧化镁（MgO）。这相当于地球上大气压力的20万至40万倍，温度高于1500K（ 1230 ），这些条件存在于海王星以下级别的水行星的深海和岩质地幔之间的界面当中。
这些发现为海王星和天王星等大型冰冻行星的热 历史 打开了新的局面，这项研究的结果发表在科学杂志《自然天文学》上。
铁橄榄石或橄榄石粉末的微小颗粒与水一起被装入一个在金属箔上钻出的微小样品室（直径不到一毫米），并使用钻石砧板（DAC）在两个的钻石模块之间进行挤压。样品通过红外激光照射钻石砧板而被加热，同步辐射X射线衍射被用来确定矿物的转化和与水反应所引起的破裂。
在整个加热和淬火过程中，观察到来自起始矿物的衍射信号突然减少，并出现了包括布鲁克石（氢氧化镁）在内的新固相。Sergio Speziale解释说。"这证明了化学反应的开始和铁橄榄石和橄榄石的氧化镁成分的溶解；在20至40千兆帕和1250至2000开尔文的特定压力-温度范围内，溶解性最强。"
反应过程的细节以及随之而来的氧化镁与残余相的化学分离，通过对回收的样品进行彻底的扫描电子显微镜（SEM）和X射线光谱分析得到证实。Sergio Speziale说："在这些极端的压力和温度下，氧化镁在水中的溶解度达到了与环境条件下的盐类似的水平。"
科学家们得出结论，在水层和下层岩石地幔之间的界面上，氧化镁的密集溶解可能会在具有适当大小和成分的富水亚海王星外行星（如TRAPPIST-1f）中出现，并在行星 历史 的早期热阶段产生化学梯度。这些梯度与行星海底的氧化镁的不同分布可能在其漫长的冷却演化过程中被部分保留下来。在行星吸积过程中，水和岩石物质之间最初相对较浅的相互作用的痕迹也可以在天王星那样大的冰质行星上保存数十亿年。
电子显微镜（electron microscope），简称电镜或电显，是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短（波粒二象性），而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制，因此电子显微镜的分辨率（约0.2纳米）远高于光学显微镜的分辨率（约200纳米）。构造。电子源是一个释放自由电子的阴极，一个环状的阳极加速电子。阴极和阳极之间的电压差必须非常高，一般在数千伏到3百万伏之间。
电子透镜用来聚焦电子。一般使用的是磁透镜，有时也有使用静电透镜的。电子透镜的作用与光学显微镜中的光学透镜的作用是一样的。光学透镜的焦点是固定的，而电子透镜的焦点可以被调节，因此电子显微镜不像光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。
真空装置。真空装置用以保障显微镜内的真空状态，这样电子在其路径上不会被吸收或偏向。
样品架。样品可以稳定地放在样本架上。此外往往还有可以用来改变样品（如移动、转动、加热、降温、拉长等）的装置。
探测器，用来收集电子的信号或次级信号。
种类。利用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy TEM）可以直接获得一个样本的投影。在这种显微镜中电子穿过样本，因此样本必须非常薄。样本的厚度取决于组成样本的原子的原子量、加速电子所用的电压和所希望获得的分辨率。样本的厚度可以从数纳米到数微米不等。原子量越高、电压越低，样本就必须越薄。
通过改变物镜的透镜系统人们可以直接放大物镜的焦点的像。由此人们可以获得电子衍射像。使用这个像可以分析样本的晶体结构。
在能量过滤透过式电子显微镜（Energy Filtered Transmission Electron Microscopy，EFTEM）中人们测量电子通过样本时的速度改变。由此可以推测出样本的化学组成，比如化学元素在样本内的分布。
扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM）中的电子束尽量聚焦在样本的一小块地方，然后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面散发出电子，显微镜观察的是这些每个点散射出来的电子。由于这样的显微镜中电子不必透射样本，因此其电子加速的电压不必非常高。场发射扫描电子显微镜是一种比较简单的电子显微镜，它观察样本上因强电场导致的场发射所散发出来的电子。
假如观察的是透过样本的扫描电子的话，那么这种显微镜被称为扫描透射电子显微镜（Scanning Transmission Electron Microscopy，STEM）。
光学显微镜。是一种利用光学透镜产生影像放大效应的显微镜。
由物体入射的光被至少两个光学系统（物镜和目镜）放大。首先物镜产生一个被放大实像，人眼通过作用相当于放大镜的目镜观察这个已经被放大了的实像。一般的光学显微镜有多个可以替换的物镜，这样观察者可以按需要更换放大倍数。这些物镜一般被安置在一个可以转动的物镜盘上，转动物镜盘就可以使不同的目镜方便地进入光路
电子显微镜（electron microscope），简称电镜或电显，是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短（波粒二象性），而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制，因此电子显微镜的分辨率（约0.2纳米）远高于光学显微镜的分辨率（约200纳米）。
电子显微镜的主要组成部分是：1.电子源是一个释放自由电子的阴极，一个环状的阳极加速电子。阴极和阳极之间的电压差必须非常高，一般在数千伏到百万伏之间。2.电子透镜用来聚焦电子。一般使用的是磁透镜，有时也有使用静电透镜的。电子透镜的作用与光学显微镜中的光学透镜的作用是一样的。光学透镜的焦点是固定的，而电子透镜的焦点可以被调节，因此电子显微镜不像光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。3.真空装置。真空装置用以保障显微镜内的真空状态，这样电子在其路径上不会被吸收或偏向。4.样品架。样品可以稳定地放在样本架上。此外往往还有可以用来改变样品（如移动、转动、加热、降温、拉长等）的装置。5.探测器，用来收集电子的信号或次级信号。
种类：利用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy TEM）可以直接获得一个样本的投影。在这种显微镜中电子穿过样本，因此样本必须非常薄。样本的厚度取决于组成样本的原子的原子量、加速电子所用的电压和所希望获得的分辨率。样本的厚度可以从数纳米到数微米不等。原子量越高、电压越低，样本就必须越薄。
通过改变物镜的透镜系统人们可以直接放大物镜的焦点的像。由此人们可以获得电子衍射像。使用这个像可以分析样本的晶体结构。
在能量过滤透过式电子显微镜（Energy Filtered Transmission Electron Microscopy，EFTEM）中人们测量电子通过样本时的速度改变。由此可以推测出样本的化学组成，比如化学元素在样本内的分布。
扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM）中的电子束尽量聚焦在样本的一小块地方，然后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面散发出电子，显微镜观察的是这些每个点散射出来的电子。由于这样的显微镜中电子不必透射样本，因此其电子加速的电压不必非常高。场发射扫描电子显微镜是一种比较简单的电子显微镜，它观察样本上因强电场导致的场发射所散发出来的电子。假如观察的是透过样本的扫描电子的话，那么这种显微镜被称为扫描透射电子显微镜（Scanning Transmission Electron Microscopy，STEM）。
样本处理. 在使用透视电子显微镜观察生物样品前样品必须被预先处理。随不同研究要求的需要科学家使用不同的处理方法。
固定：为了尽量保存样本的原样使用戊二醛来硬化样本和使用锇酸来染色脂肪。
冷固定：将样本放在液态的乙烷中速冻，这样水不会结晶，而形成非晶体的冰。这样保存的样品损坏比较小，但图像的对比度非常低。
脱水：使用乙醇或丙酮来取代水。
包埋：样本被包埋于合成树酯后进行切片。
切片：将样本使用金刚石刃或玻璃刀刃切成薄片。
染色：重的原子如铅或铀比轻的原子散射电子的能力高，因此可被用来提高对比度。
使用透视电子显微镜观察金属前样本要被切成非常薄的薄片（约0.1毫米），然后使用电解擦亮继续使得金属变薄，最后在样本中心往往形成一个洞，电子可以在这个洞附近穿过那里非常薄的金属。无法使用电解擦亮的金属或不导电或导电性能不好的物质如硅等一般首先被用机械方式磨薄后使用离子打击的方法继续加工。为防止不导电的样品在扫描电子显微镜中积累静电它们的表面必须覆盖一层导电层。
缺点.在电子显微镜中样本必须在真空中观察，因此无法观察活样本。在处理样本时可能会产生样本本来没有的结构，这加剧了此后分析图像的难度。由于透射电子显微镜只能观察非常薄的样本，而有可能物质表面的结构与物质内部的结构不同。此外电子束可能通过碰撞和加热破坏样本。还有，电子显微镜观察到的样本都是没有颜色的。
现在的最新技术可以在电子显微镜中观察湿的样本和不涂导电层的样本（环境扫描电子显微镜，Environmental Scanning Electron Microscopes，ESEM）。假如事先对样本的情况比较清晰的话则可以基本上进行不破坏的观察。此外电子显微镜购买和维护的价格都比光学显微镜高出许多。
历史.1926年汉斯•布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年恩斯特•鲁斯卡和马克斯•克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本，而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。
1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。
一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴趣大增。
1960年代透射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。
1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像，同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统，同时电子显微镜的操作越来越简单。
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