Descoperirea uimitoare a Oceanului Subteran: implicațiile minereului Ringwoodit

Avem aici o nouă descoperire remarcabilă, care contestă înțelegerea noastră asupra distribuției apei pe Pământ. Cercetătorii au găsit dovezi ce sugerează prezența unor cantități imense de apă, echivalente cu mai multe oceane, captive adânc sub Statele Unite, grație unui mineral numit ringwoodit.

Descoperirea, realizată de geofizicianul Steve Jacobsen de la Universitatea Northwestern și seismologul Brandon Schmandt de la Universitatea din New Mexico, ar putea reprezenta cel mai mare rezervor de apă al planetei. Publicate în revista Science, concluziile lor aruncă o nouă lumină asupra formării, compoziției și cantității de apă prinse în rocile scoarței Pământului.

Un ciclu global al apei

„Procesele geologice de la suprafața Pământului, cum ar fi cutremurele sau erupțiile vulcanice, sunt o expresie a ceea ce se întâmplă în interiorul Pământului, departe de privirile noastre,” a explicat Jacobsen. „Cred că în sfârșit vedem dovezi pentru un ciclu global al apei, care poate explica cantitatea vastă de apă lichidă de la suprafața planetei noastre locuibile. Oamenii de știință au căutat această apă adâncă de decenii.„

Secretele scoarței Pământului

Oamenii de știință au speculat de multă vreme despre existența apei prinse în scoarța Pământului, situată între scoarța inferioară și superioară, la adâncimi de 400 până la 660 de kilometri. Jacobsen și Schmandt sunt primii care oferă dovezi directe ale apei în această „zonă de tranziție” la o scară regională, extinsă pe cea mai mare parte a interiorului Statelor Unite.

„Topirea rocii la această adâncime este remarcabilă deoarece cea mai mare parte a topirii în scoarță are loc la adâncimi mult mai mici, în primii 80 de kilometri,” a spus Schmandt. „Dacă există o cantitate substanțială de H2O în zona de tranziție, atunci ar trebui să aibă loc o topire în zonele în care există flux în scoarța inferioară, și asta este în concordanță cu ceea ce am găsit.„

Apa în forma a patra

Apa descoperită în scoarța Pământului nu este într-o formă familiară – nu este lichidă, solidă (gheață) sau vaporizată. În schimb, este prinsă în structura moleculară a mineralelor din roca scoarței. Presiunea imensă creată de 400 de kilometri de rocă solidă, împreună cu temperaturile de peste 1.000 de grade Celsius, determină descompunerea moleculelor de apă și formarea radicalilor hidroxil (OH) care pot fi integrați în structura cristalină a unui mineral.

Urmărind Ringwooditul

Ringwooditul, un mineral de înaltă presiune cu o nuanță captivantă de albastru, a fost numit după geologul australian Alfred Ringwood și se formează adânc în scoarța Pământului la adâncimi între 410 și 660 de kilometri. Ceea ce face ringwooditul cu adevărat remarcabil este capacitatea sa de a stoca apă în structura sa cristalină.

Jacobsen a sintetizat ringwooditul, un mineral albastru asemănător safirului, în laboratorul său de la Northwestern prin reacționarea mineralului verde olivină cu apă în condiții de înaltă presiune. El a descoperit că mai mult de un procent din greutatea structurii cristaline a ringwooditului poate consta în apă.

„Ringwooditul este ca un burete, absoarbe apa,” a spus Jacobsen. „Există ceva foarte special în structura cristalină a ringwooditului care îi permite să atragă hidrogenul și să capteze apa. Acest mineral poate conține multă apă în condițiile din scoarța adâncă.„

Implicațiile pentru formarea Pământului

Prezența ringwooditului bogat în apă în scoarța Pământului are implicații majore pentru înțelegerea formării planetei și a potențialului său de a susține viața. Pe măsură ce oamenii de știință continuă să studieze acest mineral intrigant, ei pot descoperi noi informații despre rolul apei în interiorul adânc al Pământului și influența sa asupra proceselor geologice care modelează lumea noastră.

Capacitatea ringwooditului de a stoca și transporta apă în interiorul scoarței ar putea avea, de asemenea, implicații pentru căutarea vieții pe alte planete, deoarece prezența apei este considerată un factor esențial în dezvoltarea și sustenabilitatea vieții așa cum o cunoaștem.

Detectarea magmei sub America de Nord

Folosind unde seismice, Schmandt a detectat prezența magmei sub America de Nord, ceea ce a fost în concordanță cu descoperirile lui Jacobsen despre topirea parțială când a supus ringwooditul sintetizat la condiții similare cu cele de la aproximativ 400 de kilometri sub suprafața Pământului.

În plus, studiile seismice au detectat regiuni de topire parțială în zona de tranziție a scoarței, care ar putea fi atribuite eliberării apei din ringwoodit pe măsură ce se transformă în alte minerale la adâncimi mai mari.

„Datele seismice din USArray ne oferă o imagine mai clară decât oricând a structurii interne a Pământului sub America de Nord,” a explicat Schmandt. „Topirea pe care o vedem pare să fie determinată de subducție – coborârea materialului scoarței de la suprafață.„

Procesul de topire prin deshidratare

Topirea detectată de cercetători se numește topire prin deshidratare. Când ringwooditul din zona de tranziție se deplasează mai adânc în scoarța inferioară, formează un mineral de înaltă presiune numit perovskit de silicat, care nu poate absorbi apă. Acest lucru determină ca roca de la limita dintre zona de tranziție și scoarța inferioară să se topească parțial.

„Când o rocă cu mult H2O se deplasează din zona de tranziție în scoarța inferioară, trebuie să scape de H2O cumva, așa că se topește puțin,” a spus Schmandt. „Acest lucru se numește topire prin deshidratare.„

„Odată ce apa este eliberată, o mare parte din ea poate rămâne captivă în zona de tranziție,” a adăugat Jacobsen.

Cum a fost descoperit Ringwooditul

Echipa internațională de oameni de știință responsabilă pentru această descoperire remarcabilă a fost condusă de Graham Pearson, de la Universitatea din Alberta, Canada. Analiza probei minerale a relevat că aceasta conține o cantitate semnificativă de apă – 1,5% din greutatea sa – o descoperire cu implicații majore pentru înțelegerea interiorului dinamic al Pământului.

Ringwooditul, ciclul apei pe Pământ și viitorul

În concluzie, descoperirea crucială a unui vast rezervor de apă adânc în scoarța Pământului realizată de Steve Jacobsen și Brandon Schmandt a revoluționat înțelegerea noastră asupra formării, compoziției și ciclului apei pe planetă. Pe măsură ce cercetătorii continuă să exploreze procesele complexe care au loc departe sub suprafața Pământului, descoperirile legate de ringwoodit oferă o nouă înțelegere a echilibrului delicat care face planeta noastră locuibilă.

Prezența acestui ocean ascuns, prins în cristalele rocilor scoarței, servește drept mărturie a forțelor incredibile care acționează în interiorul Pământului și a numeroaselor mistere care încă așteaptă să fie descoperite. Cu fiecare nouă revelație, ne apropiem mai mult de a dezlega secretele trecutului, prezentului și viitorului planetei noastre și de a aprecia lumea remarcabilă pe care o numim acasă.