„Turime įrodymų. Atrasta milžiniška vandens saugykla – joje vandens daugiau nei visuose pasaulio vandenynuose“ (Video) ()
Verčia mokslininkus permąstyti Žemės vandens ciklą.
© Stop kadras | https://www.youtube.com/watch?v=vj0zL1SZzNY&t=3s
|
Visi šio ciklo įrašai |
|
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Žemės mantijoje pasislėpęs didžiulis vandenynas, įkalintas kempinės pavidalo mineraluose, galėtų perrašyti visas žinias, kurias turime apie mūsų planetos vandenį ir kilmę.
Mokslininkai patvirtino, kad giliai Žemės mantijoje yra didžiulis vandens rezervuaras, kas keičia mūsų supratimą apie planetos vidų ir vandens ciklą. Šis atradimas, iš pradžių dokumentuotas svarbiame tyrime, kuris buvo paskelbtas žurnale „Science“ ir neseniai aprašytas „The Brighter Side of News“, siūlo visiškai naują požiūrį į mūsų planetos vidaus dinamiką.
Beveik 600 km gylyje po Žemės paviršiumi mokslininkai atrado didžiulį požeminį vandens rezervuarą, ne skysto pavidalo, o įkalintą aukšto slėgio minerale, vadinamame ringvuditu. Šis proveržis įvyko derinant seisminių bangų analizę, laboratorinius modeliavimus ir mineraloginius tyrimus, rodančius, kad vandens tūris gali būti tris kartus didesnis nei visų pasaulio paviršinių vandenynų tūris kartu sudėjus.
|
Šis paslėptas vandenynas yra toje vietoje, kurią geofizikai vadina mantijos pereinamąja zona – sluoksnyje tarp viršutinės ir apatinės mantijos, kur slėgis ir temperatūra pasiekia kraštutinumus. Vanduo nėra laisvai tekantis, bet chemiškai surištas ringvudito, reto, giliai Žemės gelmėse esančio mineralo, struktūroje. Kaip aiškino geofizikas Stevenas D. Jacobsenas, „ringvuditas yra tarsi kempinė, sugerianti vandenį. Ringvudito kristalinėje struktūroje yra kažkas ypatingo, kas leidžia jam pritraukti vandenilį ir sulaikyti vandenį.“ Ši jo savybė leidžia ringvuditui kaupti didžiulius vandens kiekius, o tai gali pakeisti bendrą Žemės vidaus sudėties supratimą.
Ringvuditas yra aukšto slėgio įprasto mantijos mineralo olivino polimorfas, natūraliai randamas tik giliuose Žemės sluoksniuose arba meteoritų smūgio zonose. Jis susidaro 520–660 kilometrų gylyje ir pasižymi unikalia kristaline struktūra, kurioje gali būti hidroksilo grupių, iš esmės kaupiančių vandenį kietoje formoje.
Įrodymai tai gauti ne tik iš laboratorinių eksperimentų, bet ir iš natūralių mėginių. 2014 m. mokslininkai atrado mažytį ringvudito intarpą deimante, ištrauktame iš giliai mantijos. Įdomu tai, kad jame buvo rastos tikros vandens molekulės, kurios tiesiogiai įrodo vandens buvimą pereinamojoje zonoje. Šie radiniai patvirtino S. D. Jacobseno laboratorinius modeliavimus, kurių metu jis ir jo komanda atkūrė mantijos sąlygas ir patvirtino, kad ringvudas gali išlaikyti apie 1,5 % savo svorio vandens kiekį.
Šis procentas gali atrodyti mažas, tačiau, vertinant pagal didžiulį mantijos tūrį, jis sudaro vandenyno dydžio vandens kiekį – ir galbūt daug daugiau. Tai rodo, kad Žemė nuo pat jos susidarymo turėjo vidinį vandens rezervuarą, o tai prieštarauja ilgai gyvavusiai teorijai, kad vanduo atkeliavo per ledines kometas.
Šis atradimas verčia mokslininkus permąstyti Žemės vandens ciklą – ilgai manyta, kad jis apima tik vandenynus, atmosferą ir paviršinį vandenį. Didžiulių vandens atsargų buvimas giliai mantijoje rodo, kad egzistuoja visos Žemės vandens ciklas, kai vanduo juda tarp vidaus ir paviršiaus per geologinius laikotarpius.
Subdukcijos zonos, kur vandenyninės plokštės neria į mantiją, gali nešti vandeniu prisotintą plutą žemyn, išleisdamos vandenį į pereinamąją zoną per mineralines reakcijas. Mainais dalis šio vandens gali vėl iškilti į paviršių dėl vulkaninės veiklos, mantijos srautų ar metamorfinių procesų, užbaigdami giliosios Žemės cirkuliacijos sistemą.
Kaip teigė S. D. Jacobsenas: „Manau, kad pagaliau matome įrodymus apie visos Žemės vandens ciklą.“ Ši perspektyva smarkiai išplečia supratimą apie Žemės hidrologiją, teigiant, kad planetos vandens biudžetas nėra ribojamas paviršiaus, bet yra glaudžiai susijęs su jos vidine struktūra.
Šis atradimas buvo įmanomas dėl pažangių seisminio vaizdavimo metodų ir skaičiavimo modeliavimo. Analizuodami, kaip žemės drebėjimų bangos sklinda per mantiją, tyrėjai aptiko bangų greičio ir krypties anomalijų – užuominų, rodančių, kad medžiagose gausu vandenilio arba surišto vandens.
Šios seisminės „lėtosios zonos“ buvo patikrintos atliekant aukšto slėgio eksperimentus su ringvuditu. Laboratorijose tyrėjai atkūrė didžiulį pereinamosios zonos slėgį, susintetintą ringvuditą veikdami daugiau nei 20 gigapaskalių ir aukštesnės nei 1200 °C temperatūros sąlygomis. Bandymai patvirtino mineralo gebėjimą kaupti vandenį tokiomis sąlygomis.
2014 m. žurnale „Science“ atliktas tyrimas pavadinimu „Dehidratacija ir tirpimas apatinės mantijos viršuje“ (angl. „Dehydration Melting at the Top of the Lower Mantle“) patvirtino idėją, kad šis paslėptas vanduo turi išmatuojamą struktūrą ir kad jo poveikį galima pastebėti pasauliniuose seisminiuose procesuose. Tai nebebuvo teorinis supratimas – tai buvo kiekybiškai įvertinama, pakartojama ir kartografuojama.
Ringvuditas yra tik pradžia. Kiti giliai Žemės gelmėse esantys vandens telkiniai egzistuoja dažnai nepastebimomis formomis. Mineralai, tokie kaip serpentinas, žėrutis ir chloritas, taip pat kaupia vandenį savo gardelėse ir išskiria jį metamorfinių pokyčių metu, prisidėdami prie mantijos hidratacijos būsenos.
Tektoninis aktyvumas taip pat vaidina svarbų vaidmenį. Subdukcijos zonos perneša jūros vandenį į mantiją, o vulkaninė veikla gali išskirti vandens garus atgal į atmosferą.
