Žemės mantijoje atrasta milžiniška vandens saugykla – joje vandens daugiau nei visuose pasaulio vandenynuose

Rezervuaras yra maždaug 640 km gylyje, vadinamojoje perėjimo zonoje tarp viršutinės ir apatinės mantijos, kur vyrauja ypač aukšta temperatūra ir slėgis. 

Ten vanduo nėra skystas – jis „paslėptas“ kristalinėje mineralų struktūroje, konkrečiai – ringvudite, kuris egzistuoja tik esant dideliam slėgiui.

Kas yra ringvuditas?

Ringvuditas – tai olivino atmaina, atspari dideliam slėgiui ir aukštai temperatūrai. 

Pasak geofiziko Steveno Jacobsono, šis mineralas veikia kaip kempinė – sugeria ir išlaiko vandenį savo struktūroje. 

Jis formuojasi 520–660 km gylyje ir gali sukaupti iki 1,5 % savo masės vandens.

Dar 2014 m. mokslininkai aptiko ringvudito dalelę deimante, kilusiame iš mantijos gelmių – tai buvo pirmas tiesioginis įrodymas, kad mantijoje yra tikro vandens.

Ką tai reiškia Žemei?

Atradimas verčia iš naujo įvertinti Žemės vandens ciklą. Iki šiol jis buvo siejamas tik su vandenynais, atmosfera ir paviršiaus vandenimis. 

Dabar mokslininkai kalba apie giluminį vandens ciklą, kurio metu vanduo geologinių epochų bėgyje cirkuliuoja tarp planetos gelmių ir paviršiaus.

Vanduo į mantiją patenka subdukcijos zonose, kur vandenyno plokštės panyra į Žemės gelmes. Čia vanduo „įkalinamas“ mineraluose, o vėliau dalis jo grįžta į paviršių per vulkaninius procesus ir mantijos plūsmus.

„Manau, mes pagaliau turime įrodymų, kad egzistuoja uždaras, planetinis vandens ciklas“, – sako Jacobsonas.

Kaip tai atrasta?

Mokslininkai naudojo seisminės tomografijos metodus – jie tyrė, kaip žemės drebėjimų bangos sklinda per mantiją. Vietose, kur signalas sulėtėdavo, buvo spėjama, kad gali būti vandens sankaupos.

Tai patvirtino laboratoriniai eksperimentai su sintetiniais ringvudito pavyzdžiais, atlikti daugiau nei 20 GPa slėgyje ir virš 1200 °C temperatūroje.

Ar mantijoje yra daugiau vandens?

Ringvuditas – ne vienintelis mineralas, galintis kaupti vandenį. Giliai Žemėje vanduo taip pat randamas serpentinite, chlorite, slyvoje ir kituose mineraluose. 

Be to, egzistuoja senoviniai požeminiai vandeningi sluoksniai bei mikroskopiniai vandens įtraukai uolienose.

Vanduo galėjo būti Žemėje nuo pat jos formavimosi, o ne atneštas kometomis – tai iššūkis senai teorijai.