Interiorul adânc al Pământului deține un vast rezervor de apă

Valoarea apei unui ocean este blocată adânc în Pământ și poate influența tot felul de procese geologice, inclusiv măcinarea plăcilor tectonice, formarea vulcanilor și mișcarea elementelor Pământului.

Cercetătorii au examinat zgomotul undelor seismice și au efectuat experimente de laborator care au imitat presiunile de zdrobire și temperaturile extreme ale mantalei Pământului, stratul gros al planetei dintre crustă și miez. Rezultatele arată că o cantitate uriașă de apă rezidă în planetă, spune geofizicianul de la Universitatea Yale Jennifer Girard, care nu a fost implicată în studiu. Concluziile apar în 13 iunie Ştiinţă.

Este posibil ca o parte din această apă să fi fost prinsă în primele zile ale istoriei Pământului, înainte ca oceanele să se formeze. Apa călătorește, de asemenea, în mantie în timpul subducției, când plăcile tectonice se ciocnesc și crusta îmbibată de ocean se scufundă adânc în manta. Apa influențează probabil fluxul de material din interiorul Pământului. Dar exact unde se duce apa nu a fost clar.

Mulți geologi cred că apa este prinsă la aproximativ 410 până la 660 de kilometri sub suprafața Pământului, unde mantaua superioară trece în mantaua inferioară parțial topită. Dar dovezile au fost puține. Găurile săpate de la suprafață nu fac decât să pătrundă în scoarța Pământului, așa că oamenii de știință s-au bazat pe dovezi indirecte, inclusiv bucăți de rocă aruncate de vulcani pentru a avea o idee a ceea ce se întâmplă mai adânc.

O analiză recentă a unui diamant zdrobit care a făcut drumul de 400 de kilometri de la manta la suprafață în aproximativ 10 ore a dezvăluit o mică parte din mineralul ringwoodit albastru safir – un mineral care este deosebit de bun la reținerea apei sub formă de ioni de hidroxid. Ringwoodite este o versiune a mineralului olivină, care este comună în părțile puțin adânci ale mantalei, dar se crede că există ca ringwoodit în mediul cu presiune mai mare din zona de tranziție a mantalei.

Ringwoodite a fost aproximativ 1,5 la sută apă în greutate, oferind dovezi tentante ale unui rezervor de apă în manta. Cu toate acestea, oamenii de știință nu știau dacă diamantul provenea dintr-o zonă deosebit de bogată în apă. Alternativa este că apa mantalei este răspândită, spune seismologul Brandon Schmandt de la Universitatea din New Mexico din Albuquerque.

Pentru a investiga, Schmandt și colegii și-au dat seama mai întâi ce s-ar putea întâmpla cu apa din ringwoodite dacă mineralul ar ajunge în mantaua inferioară, unde temperaturile încep de la 2.000 de grade Celsius. Zdrobirea ringwoodite-ului în laborator cu o nicovală și sablare cu lasere la temperatură înaltă a dus la ceea ce oamenii de știință numesc topire prin deshidratare. Ringwoodite și-a vărsat apa, lăsând un strat subțire de „topire” în jurul cristalului. Acest comportament a sugerat că apa nu poate trece la mantaua inferioară și rămâne prinsă în zona de tranziție.

Dacă apa legată în ringwoodite nu poate călători în mantaua inferioară, atunci ar trebui să existe dovezi ale acestei topiri în zonele zonei de tranziție în care mantaua curge în jos, spune Schmandt. Așa că el și colegii sai au analizat datele de la undele seismice care călătoresc adânc în interiorul Pământului, adunate dintr-o rețea de seismometre plantate în Statele Unite. Echipa a comparat aceste date cu simulări computerizate ale mantalei care curge în sus sau în jos în aceleași zone.

Destul de sigur, în locurile în care se crede că mantaua curge în jos, cercetătorii au văzut o schimbare a tipului de unde seismice. Acest tip de schimbare indică faptul că valurile loveau regiunea de topire propusă dintre zona de tranziție și mantaua inferioară. Datele seismice sugerează că apa mantalei este larg răspândită, spune Schmandt, poate conține la fel de multă apă ca toate oceanele Pământului sau chiar mai mult.