زمین ممکن است در 1800 مایلی زیر پای ما یک مخزن آب مخفی احتکار کند

آب برای حیات روی زمین ضروری است. با این حال، با تمام اهمیتی که دارد، دانشمندان هنوز تصویر کاملی از اینکه آب زمین در وهله اول از کجا آمده است، ندارند. اکنون، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که گوشته سیاره می‌تواند یک مخزن آب باستانی را پنهان کند که به طور بالقوه بخشی از آب را که به میلیاردها سال شکل‌گیری زمین برمی‌گردد، حفظ می‌کند.

گروهی از دانشمندان دو ترکیب آهنی ناشناخته قبلی را شناسایی کردند که قادر به ذخیره آب در زیر فشار و دمای شدید موجود در اعماق زمین هستند. این یافته ها که در Nature Geoscience منتشر شده است، سرنخ های جدیدی را برای درک ما از چرخه آب و ساختار داخلی زمین ارائه می دهد.

آب نقش بسیار مهمی در اعماق زمین دارد. بر حرکت صفحات تکتونیکی تأثیر می گذارد، به حرکت آتشفشانی کمک می کند و نحوه رفتار سنگ ها را تغییر می دهد. لزوما به عنوان آب مایع وجود ندارد. در عوض، بیشتر آن از نظر شیمیایی در داخل مواد معدنی در پوسته و گوشته پیوند خورده است. با این حال، تا پیش از این، دانشمندان مطمئن نبودند که کدام مواد معدنی می توانند آب را برای مدت طولانی تحت شرایط شدید گوشته عمیق ذخیره کنند.

برای کمک به حل معمای آب ذخیره شده زمین، دانشمندانی که در این مطالعه جدید انجام شده اند، شرایط فشار و دمای شدید موجود در اعماق داخل زمین را در آزمایشگاه بازسازی کردند. محققان نمونه های کوچکی را بین دو الماس فشرده کردند و آنها را با لیزر گرم کردند و به فشارهایی در حدود دو میلیون برابر فشار اتمسفر در سطح زمین و دمای حدود 4500 فارنهایت (2500 درجه سانتیگراد) رسیدند. این شرایط شبیه به شرایطی است که در حدود 1800 مایل (2900 کیلومتر) زیر سطح زمین یافت می شود.

تحت این شرایط شدید، دو اکسی هیدروکسید آهن قبلا ناشناخته - Fe5O12Hx و Fe7O12Hx - تشکیل شده بودند. ترکیبات جدید نه تنها از مواد اولیه غنی از آب، بلکه از نمونه‌هایی که تقریبا بدون آب بودند نیز به وجود آمدند.

لئونید دوبرووینسکی، محقق موسسه تحقیقاتی ژئوشیمی و ژئوفیزیک تجربی باواریا (BGI) در دانشگاه بایروث و یکی از نویسندگان مطالعه جدید، در بیانیه ای گفت: «به نظر می رسد که حتی مقادیر بسیار کمی هیدروژن برای تشکیل این ترکیبات آهن غنی از آب کافی است.

بر اساس این مطالعه، اکسی هیدروکسیدهای آهن قادر به جذب و نگهداری آب در طیف گسترده ای از شرایط گوشته پایین هستند و می توانند میزبان آب اولیه و بازیافتی باشند.

مان لیانجی، دانشجوی سابق دکترا در BGI و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: "این مواد معدنی همچنین می‌توانند آبی را که با حرکت صفحات تکتونیکی به اعماق زمین منتقل می‌شود، ذخیره کنند. از آنجایی که ترکیبات بسیار متراکم هستند، احتمالا در نزدیکی مرز گوشته و هسته باقی می‌مانند و در بازه‌های زمانی زمین‌شناسی آب را در آنجا حفظ می‌کنند."

در حالی که آزمایش اخیر نشان می دهد که ترکیبات جدید کاندیدای ایده آل برای ذخیره آب در اعماق گوشته زمین هستند، لزوما نشان نمی دهد که آنها به طور طبیعی در داخل سیاره ما وجود دارند. با این حال، یافته‌ها سرنخ‌های جدیدی در مورد محل پنهان شدن آب باستانی زمین ارائه می‌دهند.