مواد معدنی آهن تازه کشف شده ممکن است آب اولیه را از زمان شکل گیری زمین در خود نگه دارند

تحقیقات اخیر نشان می دهد که مواد معدنی آهنی تازه کشف شده می تواند حلقه مفقوده در نحوه ذخیره آب در عمیق ترین قسمت های گوشته زمین و انتقال آن به لایه های بالایی باشد. نویسندگان این مطالعه می‌گویند این یافته‌ها برای درک حرکت گوشته، فعالیت‌های آتشفشانی و عملکرد سیارات سنگی دیگر بسیار مهم است.

محققان مواد معدنی آهنی به نام اکسی هیدروکسید آهن را با کوبیدن نمونه‌های معدنی بین دو سندان کوچک الماس در حالی که آنها را با لیزر می‌زدند، کشف کردند.

استیو جاکوبسن، کانی شناس و پروفسور علوم زمین در دانشگاه کلرادو بولدر که در این مطالعه نقشی نداشت، در ایمیلی به لایو ساینس گفت: این دو کانی آهن در شرایطی که در مرز بین هسته زمین و گوشته آن (لایه میانی سیاره) وجود دارد، که تحت "بیش از یک میلیون برابر فشاری است که در سطح احساس می کنیم" پایدار هستند.

مواد معدنی جدید حاوی 15 درصد وزنی آب هستند. جاکوبسن افزود: «اگر تمام اتم‌های H و O را در فرمول جمع آوری کنید و آنها را با H2O ترکیب کنید، فقط یک تکه پنج پوندی از مواد حاوی یک پیمانه آب مایع است. "اگر این ماده در اوایل زمین وجود داشته باشد و در سراسر قاعده گوشته پخش شده باشد، حتی تنها چند درصد از آن به طور بالقوه برای تشکیل اقیانوس ها کافی خواهد بود."

یک راز تکتونیکی

زمین شامل چندین لایه است، مانند یک پیاز. پوسته نازک ترین لایه (پوست پیاز) است و به آرامی در بالای اقیانوس غول پیکری از سنگ مذاب به نام گوشته (قسمت آبدار پیاز) حرکت می کند. در اعماق آن اقیانوس، هسته سیاره است، مانند مرکز پیاز، اگر مرکز پیاز از آهن و نیکل فوق گرم ساخته شده باشد که زیر وزن یک سیاره خرد شده است.

آب موجود در گوشته باعث کشش سنگ مذاب می شود، به این معنی که گوشته می تواند شکل خود را تغییر داده و همرفت کند. به همین دلیل است که زمین دارای تکتونیک صفحه‌ای است – بدون آب در گوشته، این ماده سفت‌تر از آن است که بتواند به اطراف حرکت کند و پوسته سیاره را با خود بکشد. ما می دانیم که در گوشته آب وجود دارد. با این حال، ما دقیقا نمی دانیم که آب در گوشته چه می کند.

دو نظریه اصلی برای چگونگی ورود آب به گوشته زمین وجود دارد. اولین مورد از طریق فرورانش است: هنگامی که یک صفحه تکتونیکی در زیر صفحه دیگر فرو می رود، آب را از سطح به گوشته می آورد. دومی آب اولیه است که از شکل گیری سیاره باقی مانده است و در نزدیکی مرز بین هسته زمین و گوشته پایینی ذخیره می شود.

داستان های مرتبط

"تپش، مانند ضربان قلب": ستون گوشته ریتمیک که در زیر اتیوپی بلند می شود، اقیانوس جدیدی ایجاد می کند

پوسته زمین به اندازه یک دریا آب را بلعید و آن را در زیر بستر اقیانوس آرام محبوس کرد.

دانشمندان طولانی ترین قطعه گوشته زمین را از کوه زیر آب در نزدیکی شهر گمشده حفاری کردند.

مواد معدنی تازه کشف شده با هر دو نظریه اصلی در مورد چگونگی بدست آوردن آب گوشته زمین مطابقت دارند. آنها به اندازه‌ای متراکم هستند که تا انتهای گوشته فرو بروند، که با فرورانش مطابقت دارد و راهی برای ورود آب به هسته زمین فراهم می‌کند. مواد معدنی آهن همچنین به اندازه کافی قوی هستند تا در برابر ضربه های بسیار پرانرژی مقاومت کنند که اگر در هنگام شکل گیری زمین وجود داشتند، آن ها را تجربه می کردند.

همرفت گوشته می‌تواند این مواد معدنی را از نزدیک هسته به نزدیک به سطح در توده‌های گوشته بزرگ برساند، جایی که مواد معدنی ذوب می‌شوند و آب خود را آزاد می‌کنند، بنابراین چرخه آب در گوشته تکمیل می‌شود و به ایجاد نقاط آتشفشانی در سطح کمک می‌کند. این فرآیند پیامدهایی برای چرخه‌های آب و تئوری‌های چگونگی شکل‌گیری سایر سیارات سنگی و سیارات فراخورشیدی - به‌ویژه سیارات عجیب و غریب که عمدتا سنگ‌های مذاب هستند - دارد.

اگرچه این مطالعه که در 8 سپتامبر در مجله Nature Geoscience منتشر شد، ثابت نمی‌کند که این مواد معدنی آب را در اطراف گوشته می‌چرخانند، اما دانستن اینکه مواد معدنی آهن برای اولین بار مسیری را فراهم می‌کنند. یاکوبسن افزود: کانی‌های تازه کشف‌شده همچنین ممکن است مناطق اسرارآمیز و بسیار متراکم را در اعماق زمین توضیح دهند - لکه‌های با سرعت لرزه‌ای بسیار کم که در بالای مرز هسته و گوشته نشسته‌اند.

زمین از چه چیزی ساخته شده است؟ با مسابقه درون زمینی ما پیدا کنید!