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 ©