Zemlja v svojih nedrjih skriva velikanske količine vode

Dve novi geološki raziskavi kažeta, da je globoko pod zemeljsko skorjo več vode kot v vseh oceanih na površju.

Objavljeno
07. december 2016 17.18
Silvestra Rogelj Petrič
Silvestra Rogelj Petrič
Zemljo radi opisujemo kot vodni planet, saj voda prekriva kar 70 odstotkov njene površine. Dve novi raziskavi ta opis še kako potrjujeta: ugotavljata namreč, da voda obstaja tudi tisoč kilometrov globoko pod površjem, kjer igra ključno vlogo v tektoniki našega planeta. In tam je je verjetno celo več kot v vseh oceanih skupaj.

Da se globoko pod površjem skriva ocean vode, je v romanu Potovanje v središče Zemlje predvideval že sloviti mladinski pisatelj Jules Verne pred več kot sto leti. Raziskavi, ki so ju opravili raziskovalci z Univerze Northwestern v ZDA ter z Državne univerze na Floridi in Univerze v Edinburgu, njegovo tedaj zgolj znanstvenofantastično domnevo povsem potrjujeta. Jules Verne je torej, kakor v številnih drugih, imel prav tudi v tej domnevi.

Znanstvene analize, ne pa bogata pisateljeva domišljija, zdaj nakazujejo, da je v zemeljskem plašču, sloju pod zemeljsko skorjo, vode za več oceanov.

»Če ne bi bila ujeta globoko pod površjem, bi nas vse zalila,« se je pošalil Steve Jacobsen, vodja raziskave, ki so jo opravili raziskovalci Univerze Northwestern.

Ti so odkrili, da ima naš planet bistveno večji rezervoar vode, kot je veljalo do zdaj. Kolikšen je, niti v najnovejših raziskavah niso ugotovili, domnevajo pa, da bi vode v zemeljski globini lahko bilo kar za težo našega planeta in še polovico zraven. Torej vsaj toliko, kolikor vode je zajete v oceanih na površju.

Poleg tega so dognali, da je ta voda veliko globlje, kot smo jo po različnih znamenjih zaznali v preteklosti. Po izsledkih najnovejših raziskav leži v najbolj spodnji tretjini zemeljskih plasti, kakih tisoč kilometrov pod površjem. Kako so jo v tolikšni globini sploh lahko odkrili?

Presenetljivi brucit

V raziskavi, opravljeni na floridski in edinburški univerzi, so se dokopali do ugotovitve, da je voda globoko pod površjem ujeta v mineralu brucit. To odkritje je presenetilo celo same raziskovalce.

»Nismo si mislili, da je voda sploh lahko uskladiščena v hidroloških mineralih, kot je brucit, na tolikšni globini,« je ob objavi rezultatov povedal vodja raziskave Mainak Mookherjee.

Do odkritja vode v teh globinah jih je privedel kos diamanta, ki ga je pred davnimi 90 milijoni let iz globine Zemlje na površje izbruhal vulkan v bližini reke São Luiz v Juini v Braziliji. Diamant, ki je prišel v roke raziskovalcem, je imel v sebi primes, 'nečistočo'. Ta je pri draguljarjih nezaželena, saj niža vrednost diamanta kot dragulja, a za raziskovalce velja prav nasprotno. Nečistoče oziroma primesi v diamantih utegnejo biti vir zanimivih informacij, saj vsebujejo minerale, ki so se ujeli v diamant med njegovim nastajanjem. In tako je bilo tudi pri tem brazilskem diamantu.

Ko so ga raziskovalci podrobno pregledali z infrardečim mikroskopom, so odkrili znamenja hidroksidnih ionov, ti pa so običajno povezani z vodo. Diamant jim je torej nezmotljivo pokazal, da v globinah, iz katerih je z vulkanskim izbruhom prišel na površje, gotovo obstaja voda. Toda kako globoko je to?

»Zgovorna« primes v diamantu

Da bi ugotovili globino, v kateri je diamant nastal, in s tem tudi, kje je voda, katere sledi so se ujele vanj, so odgovor znova poiskali v diamantovi primesi. Ta je iz feroperiklaza, minerala, ki ga sestavljata železov in magnezijev oksid in ki lahko ob visokih temperaturah in pritisku, ki so značilni za spodnji zemeljski plašč, absorbira druge kovine, na primer krom, aluminij in titanij.

Jacobsen je s sodelavci še odkril, da so se te dodatne kovine ločile od feroperiklaza, kar se običajno zgodi v blažjih razmerah, ki vladajo v slojih bližje zemeljskemu površju. Diamant se je v teh razmerah znašel na svoji poti proti površju. Toda da je v sebi sploh ujel te kovine, je dokaz, da je nastal v intenzivnih razmerah, ki obstajajo globlje, v spodnjem zemeljskem plašču.

»Glede na sestavo ujetih mineralov domnevamo, da je diamant nastal okoli tisoč kilometrov globoko pod površjem,« pravi Jacobsen. »In ker so primesi ostale ujete v diamantu ves čas, domnevamo, da so se sledi vode odtisnile vanj med njegovim oblikovanjem v spodnjem plašču. To za zdaj dokazuje obstoj vodnega recikliranja planeta v največji globini,« pojasnjuje Jacobsen in poudari, da je očitno vodni krog na Zemlji precej večji, kot smo mislili do zdaj, saj sega vse do spodnjega zemeljskega plašča.

Voda ključna za planetarno aktivnost

Poleg tega spoznanja študiji prinašata domnevo, da brucit očitno lahko preide skozi fazo visokega pritiska in prenese vodo v globlja območja Zemlje, na da bi pri tem razpadel. Za minerale, ki prenašajo vodo, je namreč značilna omejena stabilnost, v večjih globinah razpadejo. Med razpadom sprostijo vodo, ki je bila ujeta v njih, ta pa se z vulkanskimi izbruhi znova vrne na površje.

»Voda ima tako ključno vlogo v vzdrževanju geološke aktivnosti pod površjem Zemlje,« poudarja dr. Mookherjee. »Pomembna je, ker pomaga pri konvekciji plašča, to je procesu, v katerem se kamnine skozi geološki čas premikajo iz bolj vročih v bolj hladna območja. Če v notranjosti Zemlje ne bi bilo vode, konvekcija zemeljskega plašča ne bi bila učinkovita in bi se sčasoma ustavila,« še pojasnjuje dr. Mookherjee.

Brez vode v notranjosti Zemlje bi se torej ustavilo vse življenje. Na zemeljskem površju se ta konvekcija izraža v gibanju tektonskih plošč, procesu, v katerem med drugim nastanejo vulkani.

»Vulkani imajo pomembno vlogo v nastajanju zemeljske skorje, sloju, ki nam omogoča življenje. Če vulkanov ne bi bilo več, bi se ustavilo tudi formiranje zemeljske skorje, temu pa bi sledilo prenehanje vseh planetarnih aktivnosti,« pojasnjuje Mookherjee.

»Voda ima nedvomno pomembno vlogo v tektoniki plošč,« se strinja Jacobsen. »Doslej nismo vedeli, kako globoko lahko sežejo učinki te tektonike. To, kar vemo zdaj, pa utegne razkriti tudi več o samem izvoru vode na našem planetu. Povsem mogoče je, da ima Zemlja vodo v sebi že od samega začetka, da so jo vsebovali prah in kamnine, iz katerih se je oblikoval naš planet.«

Še vrsta vprašanj pa ostaja brez odgovora. Potrebne bi bile torej nadaljnje raziskave. Predvsem bi raziskovalci želeli preveriti, koliko vode je res v notranjosti Zemlje. Z dodatnimi simulacijami bi preverili sedanje domneve in bolje pojasnili, kaj se dogaja z vodonosnim brucitom v tolikšni globini.

»Voda v teh globinah nam utegne pojasniti, zakaj je Zemlja edini planet, za katerega vemo, da ima tektoniko plošč. Kot je videti, deluje kot nekakšno mazivo, ki pomaga pri premikanju tektonskih plošč,« sklepa Jocobsen. »Upamo pa tudi, da nam bodo nove raziskave bolje osvetlile sam nastanek oceanov in ozračja na našem planetu.«