sobota, 23 stycznia 2016

Ziemia może posiadać podziemny ocean trzykrotnie większy od tego na powierzchni



Według naukowców, setki kilometrów pod powierzchnią Ziemi istnieje wodonośna warstwa skalna, która pozwala na nowe teorie i spekulacje o formowaniu się planety.

Po całych dekadach starań, naukowcom udało się odkryć olbrzymi rezerwuar wody, zdolny trzykrotnie wypełnić ziemskie oceany, który może być uwięziony setki kilometrów pod powierzchnią i jest w stanie zmienić nasze poglądy na temat sposobu, w jaki formowała się Ziemia.

Woda ta jest zatrzymana w minerale zwanym ringwoodytem (jest formą oliwinu. Skład chemiczny minerału może być różny, od czystego Mg2SiO4, do Fe2SiO4. Minerał zawiera 2,5% wagowych wody, a najbardziej uwodnione około 3% wagowych  - wikipedia) około 660 kilometrów pod ziemską skorupą. Steve Jacobsen, geofizyk pracujący w Northwestern University w Stanach, [...] twierdzi, że to odkrycie sugeruje odśrodkową genezę ziemskiej wody, która wydostawałaby się na powierzchnię dzięki aktywności geologicznej, a nie była depozytem komet lodowych uderzających w tworzącą się planetę, jak głoszą obowiązujące teorie.
Powierzchniowe procesy geologiczne, takie jak trzęsienia ziemi i erupcje wulkaniczne, są wyrazem procesów wewnętrznych naszej planety, które nie są w zasięgu naszego wzroku - twierdzi Jacobsen. - Myślę, że wreszcie widzimy dowody na pan-ziemski cykl wodny, który może pomóc wyjaśnić bezmiar wód na powierzchni. Naukowcy od całych dziesięcioleci szukali czegoś takiego.

Jacobsen i jego współpracownicy są pierwszymi naukowcami, którzy dostarczyli bezpośredni dowód na możliwość występowania wody w płaszczu Ziemi zwanym strefą przejściową. Oparli swoje ustalenia na badaniu wielkiego podziemnego obszaru rozciągającego się przez większość amerykańskiego interioru.

Ringwoodyt zachowuje się niczym gąbka z racji swojej krystalicznej budowy, przyciągającej wodór i wiążącej wodę.

Jeśli tylko jeden procent masy skał płaszcza w strefie przejściowej stanowi woda, równałoby się to niemalże trzykrotnej ilości wody wszechoceanu, jak twierdzi Jacobsen.

Badanie wykorzystało dane USArray, sieci sejsmometrów rozpostartej na terytorium USA i mierzących wibracje trzęsień ziemi, oraz wyniki eksperymentów laboratoryjnych  Jacobsena na skałach i symulujących wysokie ciśnienie panujące na głębokości ponad 600 kilometrów. Efektem tej pracy jest dowód na topienie się i ruch skał w strefie przejściowej – setki kilometrów poniżej, pomiędzy górnym a dolnym płaszczem – które prowadzą do związania i zatrzymania wody w skale. Odkrycie to jest sporej wagi, ponieważ wcześniej proces topienia umiejscawiano zazwyczaj znacznie wyżej, około 80 kilometrów pod powierzchnią.


Planetarny dzwonek


Zespół Jacobsena wykorzystał 2000 sejsmometrów w celu analizy fal sejsmicznych ponad 500 trzęsień ziemi. Fale te przemierzają wnętrze planety, włączając w to jej rdzeń, i mogą być wykryte na powierzchni. Sprawiają, że Ziemia przez kilka dni drży niczym dzwon - Jacobsen.

Mierząc prędkość tych fal na różnych głębokościach, zespół był w stanie ustalić, przez które warstwy skał przechodziły. Wodna warstwa sama się ujawniła, ponieważ fale sejsmiczne zostały spowolnione, a dzieje się tak w przypadku przemokniętych skał.

Jacobsen był teoretycznie przygotowany do wykrycia tego zjawiska, ponieważ opracował model przenikania fal przez zawierający wodę ringwoodyt. Wyhodował ten minerał w swoim laboratorium i wystawił jego próbki na działanie ogromnego ciśnienia oraz temperatur równych tym, które występują na głębokości siedmiuset kilometrów.

I faktycznie, odkryli oznaki mokrego ringwoodytu w strefie przejściowej na głębokości 700 kilometrów, która dzieli górny i dolny płaszcz. Na głębokości tej panują warunki odpowiednie do wyciśnięcia wody z ringwoodytu. To skała, pomiędzy której ziarnami znajduje się woda, otulając je, zupełnie jakby się pociła - mówi Jacobsen.


Wilgoć na głębokościach


Odkrycia Jacobsena wspierają niedawne ustalenia Grahama Pearsona z kanadyjskiego  Uniwersytetu Alberty w Edmonton. Analizując wulkaniczny diament pochodzący ze strefy przejściowej odkrył, że zawiera on wodonośny ringwoodyt, co stanowiło pierwszy mocny dowód na występowanie dużej ilości wody w tej strefie.
- Od czasu pierwszego doniesienia o wodonośnym ringwoodycie odnaleźliśmy kolejny kryształ, który także zawierał w sobie wodę, zatem dowód na to jest bardzo mocny.

Jak dotąd, Jacobsen ma jedynie dowody na istnienie skalistej strefy wodonośnej pod terytorium USA. Teraz zamierza dociec, czy oplata ona całą planetę.

Jacobsen w rozmowie dla New Scientist powiedział, że ta ukryta woda może działać także jako bufor wody powierzchniowej, co wyjaśniałoby fakt, że oceany utrzymują te same rozmiary od milionów lat. Gdyby ten bufor nie istniał, cała jego woda byłaby na powierzchni, a nad prawdziwy bezmiar wszechoceanu wystawałyby jedynie wierzchołki gór.





Przekład z j. angielskiego – Tomasz Małecki ©