عباءة الأرض: إشارة واضحة لخزان المياه

تؤكد القياسات السيزمية وجود كميات كبيرة من الماء في صخور الوشاح

في مثل هذا الضغط على الماس ، يتم تسخين ringwoodite تحت ضغط عال. © ستيف جاكوبسن / جامعة نورث وسترن
قراءة بصوت عال

خزان تحت الأرض: في الوشاح ، يوجد بالفعل خزان مياه ضخم. وهذا ما تؤكده الاختبارات المعملية ، ولأول مرة ، القياسات السيزمية. في بعض الأماكن الواقعة تحت أمريكا الشمالية ، اكتشف باحثون أمريكيون صهرًا صخريًا لصخور الوشاح - وهو مؤشر على وجود مياه في الصخر. يقول الباحثون في مجلة ساينس إن دورة المياه الأرضية تصل إلى عمق الوشاح.

قبل بضعة أشهر ، وجد الباحثون أول مؤشر على وجود كميات كبيرة من الماء في عباءة الأرض. والدليل على ذلك هو حبة صغيرة من خشب الصنوبر المعدني ، والذي تم نقله من أعماق بركان إلى السطح. يحتوي الرينجوود على 1.5٪ من وزن الماء المرتبط بجزيء الهيدروكسيل. ونظرًا لأن هذا المعدن يحدث في منطقة الانتقال من الأعلى إلى الوشاح السفلي في 410 إلى 660 كيلومتراً في العمق بكميات أكبر ، فقد يعني هذا أن الوشاح غني بالمياه أكثر بكثير مما هو مفترض. ثلاثة أضعاف كمية المياه الموجودة في جميع المحيطات يمكن تخزينها هناك.

تسرب المياه يذوب المعدنية

يوضح ستيف جاكوبسن من جامعة نورث وسترن في إيفانستون ، أحد المؤلفين الأوائل: "لكن ما إذا كانت عينة رينجوود هذه ممثلة فعليًا للداخلية للأرض لم تكن معروفة". يتم توفير الدليل المفقود على وجود الكثير من الماء في عباءة الأرض من قبل جاكوبسن ، عالم الزلازل براندون شماندت من جامعة نيو مكسيكو في البوكيرك وزملاؤها.

كانت نقطة الانطلاق هي ملاحظة رانجوود مائي منتج في المختبر. بمساعدة مكبس ألماس ، وضع جاكوبسن وفريقه ضغطًا عاليًا ودرجات حرارة تصل إلى 1600 درجة مئوية ، وهي الظروف السائدة في المنطقة الانتقالية للسترة. يتحول الطوق إلى أشكال معدنية أخرى. ولكن حدث شيء آخر: كانت هناك مناطق على الفتات المعدنية الصغيرة حيث ذاب المعدن. لهذا ما يسمى ذوبان الجفاف ، فإن المياه المربوطة بخشب رينجوود هي المسؤولة ، كما يوضح الباحثون. إذا كان الماء مفقودًا ، فلن يحدث هذا الانصهار.

أنتجت رينجوود في المختبر ، ونموذجها هو اللون المزرق للمعدن Steve Jacobsen / Northwestern Un

تذوب جيوب في صخرة عباءة

بالضبط هذا الجفاف ذوبان العلماء أظهر بعد ذلك بوقت قصير في عباءة الأرض. تم تحقيق ذلك بمساعدة USArray ، وهي شبكة كثيفة تضم أكثر من 2،000 مقياس زلازل موزعة في جميع أنحاء الولايات المتحدة. عندما تنتشر موجات الزلزال من داخل الأرض ، يتم تغييرها بشكل مميز بواسطة أنواع مختلفة من الصخور ، وكذلك الصخور الصلبة المنصهرة. تمتص شبكة قياس الزلازل هذه الموجات المتغيرة وبالتالي تسمح بنوع من رؤية الأشعة السينية في عباءة الأرض. عرض

وقد كشف هذا في الواقع عن ذوبان الصخرة بعمق 660 كيلومترًا ، وبالتالي عند الحافة السفلية لمنطقة الانتقال في الوشاح. يقول جاكوبسن: "لقد وجدنا أدلة على صهر مكثف لصخور الوشاح في أمريكا الشمالية - بالعمق الدقيق الذي يتعرض فيه الجنجيت للجفاف". تم العثور على مناطق الصخور المنصهرة بشكل أساسي حيث يتم ضغط الصخور لأسفل على طول حدود الصفائح التكتونية.

تصل دورة المياه إلى داخل الأرض

وفقًا للباحثين ، تشير هذه النتائج إلى وجود خزان مياه واسع النطاق بالفعل في منطقة الانتقال من الوشاح. يقول جاكوبسن: "لقد ظل العلماء يبحثون عن هذا النقص في المياه العميقة منذ عقود". لأنه لفترة طويلة يشك المرء في أن دورة المياه لكوكبنا تشمل أيضًا باطن الأرض.

يتم تغذية هذا الخزان الموجود في الأعماق بالصخور المغمورة من السطح ، وبالتالي ينبعث الماء عندما تعود الصخرة إلى السطح خلال ملايين السنين. يقول جاكوبسن: "الآن نرى أخيرًا دليلًا على دورة المياه هذه التي تشمل الأرض بأكملها". (العلوم ، 2014 ؛ دوي: 10.1126 / science.1253358

(العلوم ، 13.06.2014 - NPO)