کشف اقیانوسی عظیم در عمق ۶۴۳ کیلومتری زمین؛ شگفتی‌های زیرسطح زمین را کشف کنید!

تحقیقات نوآورانه‌ای که به تازگی در نشریه Nature منتشر شده، شواهد قانع‌کننده‌ای از وجود یک اقیانوس بزرگ در عمق زمین، حدود ۶۴۳ کیلومتری زیر سطح، را به نمایش می‌گذارد. این منبع آب پنهان، که درون یک ماده معدنی نادر به نام رینگ وودیت ذخیره شده است، با نظریه‌های قبلی در مورد حجم آب موجود در زمین تضاد دارد. دانشمندان اکنون بر این باورند که بخش داخلی زمین به اندازه تمام اقیانوس‌های سطحی آب دارد، که تحت فشار و دمای شدید در مواد معدنی گوشته محبوس شده است.

رینگ وودیت و چرخه آب در اعماق زمین

این کشف بر روی رینگ وودیت، یک ماده معدنی با فشار بالا که در عمق بین ۴۰۲ تا ۶۵۸ کیلومتری زمین تشکیل می‌شود، متمرکز است. ویژگی خاص رینگ وودیت توانایی آن در ذخیره‌سازی مولکول‌های آب درون ساختار کریستالی‌اش است. استیو جیکوبسن، یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح داد که «فرایندهای زمین‌شناسی که بر روی سطح زمین انجام می‌شوند، مانند زلزله‌ها یا آتش‌فشان‌ها، نشان‌دهنده آن چیزی هستند که در داخل زمین در حال وقوع است، در حالی که ما از آن دور هستیم.» او ادامه داد: «به عقیده من، ما سرانجام شواهدی برای یک چرخه آب جهانی در زمین مشاهده می‌کنیم که می‌تواند توضیحی برای حجم زیاد آب مایع روی سطح سیاره قابل سکونت ما ارائه دهد. دانشمندان دهه‌ها به دنبال این آب عمیق گمشده بوده‌اند.» این یافته نشان می‌دهد که چرخه آب نه تنها در سطح بلکه در تمام زمین ادامه دارد.

شواهد ذوب عمیق مرتبط با آزادسازی آب

برندون شمندت، نویسنده دیگر، به ذوب غیرعادی سنگ‌های گوشته در چنین عمق بالایی اشاره کرد و گفت: «ذوب سنگ در این عمق شگفت‌انگیز است، زیرا بیشتر ذوب‌ها در گوشته در عمق‌های بسیار سطوحی‌تر، در ۸۰ کیلومتر اول، اتفاق می‌افتد.» او افزود: «اگر مقدار قابل توجهی H2O در ناحیه انتقال وجود داشته باشد، پس باید ذوبی در مناطقی که جریانی به سمت گوشته پایین وجود دارد، در حال وقوع باشد و این با آنچه که ما یافتیم همخوانی دارد.» این ذوب نتیجه آزادسازی آب از رینگ وودیت به هنگام تغییر شکل آن تحت فشار شدید است. جیکوبسن خاطر نشان کرد که «این نمونه منحصر به فرد نمایانگر ترکیب داخلی زمین است یا خیر مشخص نیست، اما اکنون شواهدی برای ذوب وسیع در زیر آمریکای شمالی در عمق‌هایی مشابه با فرآیندها در حذف آب از رینگ وودیت پیدا کرده‌ایم که درست همانند آنچه در آزمایشات من وجود داشته، است.»

خصوصیات منحصر به فرد رینگ وودیت و ظرفیت ذخیره آب آن

توانایی رینگ وودیت در نگهداری آب فوق‌العاده است. جیکوبسن اظهار داشت: «ساختار کریستالی رینگ وودیت ویژگی خاصی دارد که به آن این امکان را می‌دهد که هیدروژن را جذب کرده و آب را در خود محبوس کند. این ماده معدنی می‌تواند مقدار زیادی آب را تحت شرایط عمق گوشته نگه دارد.» آزمایش‌های آزمایشگاهی که شرایط گوشته را شبیه‌سازی کرده‌اند، نشان دادند که رینگ وودیت می‌تواند بیش از یک درصد از وزن خود را به عنوان رادیکال‌های هیدروکسیل در درون ماتریس کریستالی‌اش نگه دارد. این مخزن آب محبوس بر بسیاری از فرآیندهای زمین‌شناسی تأثیر می‌گذارد و بر رفتارهای فیزیکی و شیمیایی سنگ‌های گوشته تأثیر می‌گذارد.

تأیید لرزه‌ای ذوب گوشته و فرآیندهای زیرگذر

با استفاده از داده‌های لرزه‌ای شبکه USArray در سراسر آمریکای شمالی، دانشمندان توانستند بینش واضح‌تری از ساختار داخلی زمین به دست آورند. شمندت توضیح داد: «داده‌های لرزه‌ای USArray به ما تصویری واضح‌تر از ساختار داخلی زمین زیر آمریکای شمالی می‌دهند. ذوبی که می‌بینیم ظاهراً تحت تأثیر زیرگذر است — فرایند پایین آمدن مواد گوشته از سطح به عمق.» این ذوب مرتبط با زیرگذر با آزادسازی آب از رینگ وودیت مطابقت دارد و ایده تأثیر آب بر همرفت عمیق گوشته و حرکات تکتونیکی را حمایت می‌کند.