Na dużych głębokościach pod ziemią jest bardzo gorąco, a ciśnienie rośnie - piekło jest gorsze niż to, co opisał Dante. Ale ostatnio naukowcy zaczęli podejrzewać, że w tym piekle jest coś, czego nikt się tam nie spodziewał - woda. I w dużych ilościach: na głębokości czterystu kilometrów woda podziemna jest dziesięć razy większa niż w oceanach na Ziemi.
Ale ta woda nie płynie ani nie rozpryskuje się. Występuje w postaci kropelek czasami kilku lub nawet pojedynczej cząsteczki minerałów osadzonych w sieci krystalicznej. Ale to właśnie ta woda może rzucić światło na pewne nierozwiązane tajemnice dotyczące pochodzenia Ziemi, o wielkich erupcjach wulkanów z rzekami lawy.
Istnieje wiele różnych aluzji do istnienia tej „ukrytej” wody. Pierwsza to niewystarczająca ilość wody na naszej planecie w porównaniu z meteorytami. Naukowcy zastanawiali się nad tą tajemnicą od wielu lat.
Według Thomasa Ahrensa, geofizyka z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie, można oszacować, ile wody znajdowało się w Układzie Słonecznym we wczesnej młodości, jeśli przeanalizuje się skład meteorytów, które dotarły do nas z tamtych odległych dni. Zawierają około trzech procent wody, a na Ziemi jest to niewielki ułamek procenta (całkowitej masy). Powstaje naturalne pytanie: gdzie podziała się ta cała woda?
Wielu naukowców uważa, że wkrótce po powstaniu Ziemi uderzyło w nią ciało niebieskie wielkości Marsa. Wytrącił znaczny fragment masy, z której powstał księżyc, pozbawił naszą planetę atmosfery, a jednocześnie większość wody. Istnieją jednak przesłanki, że coś pozostaje głęboko na Ziemi.
Pierwsza to zawartość izotopów helu-3 i helu-4 w wychodniach lawy z wulkanów. Hel-4 powstaje w wyniku rozpadu radioaktywnego, a hel-3 pozostał od pierwszych chwil narodzin Wszechświata. Według Ahrensa hel-3 wydobywa się z głębokich skał, jest znacznie bardziej lotny niż woda. Jeśli w głębi Ziemi znajduje się hel-3, jest całkiem możliwe, że jest też woda. „Hel-3 daje nam jasny dowód na to, że Ziemia zawiera różne substancje wewnątrz swoich skał” - podkreśla Arens.
Drugi to kimberlity, skały wzbogacone w żelazo i magnez, które wydostają się na powierzchnię Ziemi z jej płaszcza wąskimi kanałami. Podnoszą ze sobą diamenty, które mogą wystąpić tylko na głębokości co najmniej 180 kilometrów. Podróżują wzdłuż tych rur i skał podobnych do miki, które niosą na górę dużo wody.
Film promocyjny:
Stephen Haggerty z University of the American State of Massachusetts odkrył, że kimberlity zawierają minerał zwany majoritem, który tworzy się na głębokości od 300 do 670 kilometrów. A stamtąd przynoszą wodę, a 670 kilometrów to granica między górnym a dolnym płaszczem.
Dane sejsmiczne również świadczą o wodzie: woda spowalnia prędkość dźwięku przechodzącego przez skały. Dokładnie to widzą geolodzy - fale sejsmiczne w niewytłumaczalny sposób powoli przechodzą przez płaszcz. Do końca lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku uważano, że wnętrze Ziemi jest wystarczająco suche. Ogólnie przyjęto pogląd, że pod powierzchnią może znajdować się woda, ale nie głębiej niż 200 kilometrów, dalej po prostu nie ma gdzie się schować. Skały są zbyt gorące, aby zawierać wodę.
Przełom nastąpił na University of Colorado, kiedy Joseph Smith badał minerał zwany Wadsleyite. Składa się z krzemu, magnezu i tlenu i według naukowców znajduje się na głębokości od 400 do 700 kilometrów pod powierzchnią Ziemi. Oczywiście naukowcy nie mogą spojrzeć na taką głębokość i zbadać minerału w warunkach naturalnych. Tworzą dla nich „piekielne” ciepło i ciśnienie w swoich laboratoriach. Wadsleyite badano od 1960 r., Ale w postaci suchej. Odkrycie Smitha polegało na tym, że odkrył jego niezwykłą właściwość - nawet po podgrzaniu powyżej stu stopni zatrzymuje wodę.
W 1987 roku grupa australijskich naukowców pod kierownictwem Teda Ringwooda odkryła, że kilka innych minerałów może zawierać wodę w wysokich temperaturach i ciśnieniach. Jay Bass z University of Illinois zauważył: „Nagle zdaliśmy sobie sprawę, że pod Ziemią znajdują się oceany i oceany wodne”. Szacuje się, że wadsleyit może zawierać 3,3% wody. Nie brzmi to zbyt imponująco, ale pod Ziemią może znajdować się przepaść. Według Smitha na głębokości 400-500 kilometrów może znajdować się sześćdziesiąt procent wadsleyitu, a wtedy żałosne 3,3% wody da nam dziesięć z ziemskich oceanów wodnych, o których mówiliśmy na początku.
Dan Frost, geolog z Washington Geophysical Laboratory, uważa, że może być jeszcze więcej wody. Jego personel szacuje, że szkliste materiały lawy mogą zawierać do pięciuset części na milion wody. A to kolejne trzydzieści oceanów. Główny problem polega na tym, że naukowcy zdobywają wszystkie informacje o minerałach płaszcza z jego górnej warstwy. Następnie następuje ekstrapolacja, że cały płaszcz jest jednolity.
Poszukiwania kontynuowano, aw 1997 roku grupa kierowana przez Smitha znalazła wadsleyite-II, kolejny minerał wodonośny, który nie rozkłada się nawet głęboko w płaszczu. A przecież są to tylko hipotezy dotyczące zachowania się minerałów w warunkach podziemnych.
Obecność wody w środku może mieć duży wpływ na wydarzenia, takie jak pojawienie się nowych wysp i masowe erupcje lawy wulkanicznej. Oba są przykładami „gorących punktów”, które według naukowców reprezentują wychodnie stopionej lawy na powierzchnię. Wcześniej sądzono, że lawa wypływa na powierzchnię z powodu wzrostu gorących bąbelków, ale nigdy nie rozważano możliwości, że proces parowania cieczy może być przyczyną wzrostu.
Główne zarzuty przeciwników podziemnych oceanów są proste i zrozumiałe: pod wpływem wysokich temperatur woda musi wyparować. Ale eksperyment przynosi coraz więcej dowodów na korzyść zwolenników wód podziemnych. Guust Nolet z Princeton odkrył, że prędkości sejsmiczne były nieoczekiwanie wolne w tarczy tektonicznej pod Europą Środkową. Jest to stary kontynent złożony z zimnych, gęstych skał, na których nic nie powinno prowadzić do zmniejszenia prędkości fal sejsmicznych. Nolet uważa, że jedynym możliwym wytłumaczeniem jest głęboka woda.
Hipoteza o podwodnych oceanach właśnie się narodziła, a naukowcy nie przełożyli jej jeszcze na kategorię rzetelnej teorii. Jednym z najnowszych obszarów badań jest próba zrozumienia, czy woda przedostaje się z powierzchni w głąb Ziemi i ile jej stamtąd wypływa. W szczególności Nolet uważa, że obszar pod Europą jest stale zasilany wodą z powierzchni. Prowadzone są interesujące obliczenia dotyczące wpływu wód gruntowych na stan atmosfery, efekt cieplarniany oraz obecny i przyszły klimat.
Aleksandra Siemionowa