Naujas tyrimas rodo, kad Žemės mantijoje gali slypėti didžiuliai vandens kiekiai. Pagrindinį vaidmenį šioje pernašoje atlieka olivinas, tai vienas svarbiausių planetos mineralų. Mokslininkai nustatė, jog tik senos ir greitai grimztančios tektoninės plokštės gali pernešti vandenį į Mantijos perėjimo zoną.
Olivinas sudaro apie aštuoniasdešimt procentų vandenyninės litosferos ir apie šešiasdešimt procentų viršutinės mantijos, todėl jis yra dominuojantis mineralas mūsų planetos gelmėse. Ilgą laiką buvo žinoma, kad olivinas yra atsparus aukštai temperatūrai ir slėgiui, tačiau iki šiol nebuvo pakankamai duomenų apie tai, kaip jis perduoda šilumą.
Nauji tyrimai parodė, kad šis mineralas geba perduoti šilumą ne tik per tiesioginį šilumos laidumą, bet ir per infraraudonųjų spindulių spinduliavimą. Pastarasis būdas, pasirodo, sudaro net iki keturiasdešimties procentų bendro šilumos perdavimo olivino turtingoje mantijoje.
Šis atradimas keičia ankstesnį požiūrį į tai, kaip šyla į mantiją grimztančios tektoninės plokštės. Anksčiau buvo manoma, kad šilumos perdavimas vyksta vien per molekulinį kontaktą, tačiau dabar aiškėja, kad infraraudonųjų spindulių perdavimas turi nemažą įtaką plokščių šilimo spartai.
Tik senos ir greitai grimztančios plokštės sugeba pernešti vandenį
Tyrėjai sukūrė dvimatį modelį, leidžiantį stebėti, kaip per laiką šyla grimztančios vandenyninės plokštės. Paaiškėjo, kad tik plokštės, kurios yra senesnės nei šešiasdešimt milijonų metų ir grimzta didesniu nei dešimties centimetrų per metus greičiu, išlieka pakankamai šaltos, kad vandens turintys mineralai išliktų nepakitę ir galėtų būti nunešti į gilesnius mantijos sluoksnius.
Tokios plokštės geba pernešti vandenį į vadinamąją Mantijos perėjimo zoną, kuri yra tarp keturių šimtų dešimties ir šešių šimtų šešiasdešimties kilometrų gylyje. Ši zona laikoma potencialiai didžiausia Žemės vandens saugykla. Skaičiavimai rodo, kad ten galėtų tilpti iki trijų kartų daugiau vandens nei visuose pasaulio vandenynuose kartu sudėjus.
Gali paaiškinti ir giluminius žemės drebėjimus
Vienas įdomiausių tyrimo aspektų, tai galimybė paaiškinti giluminių žemės drebėjimų priežastis. Kai plokštė dėl spinduliavimo įkaista greičiau, vandens turintys mineralai suyra mažesniame gylyje. Tai gali lemti staigų uolienų struktūros pokytį, kuris sukelia seisminius virpesius. Tokie drebėjimai gali įvykti net daugiau nei septyniasdešimties kilometrų gylyje, o tai iki šiol kėlė daug klausimų mokslininkams.
Naujos galimybės geologijai ir planetos pažinimui
Tyrimo vadovas Enrico Marzotto pabrėžia, kad šie rezultatai ne tik atskleidžia olivino svarbą šilumos perdavimui, bet ir suteikia naujus skaitmeninius įrankius, leidžiančius modeliuoti šiluminių anomalijų elgseną Žemės mantijoje. Tokios anomalijos gali būti karštos, kaip mantijos plūmai, arba šaltos, kaip grimztančios plokštės. Jų elgsena lemia ne tik Žemės vidaus dinamiką, bet ir ugnikalnių aktyvumą, žemės drebėjimus bei kitas geologines katastrofas.
Apibendrinant galima teigti, kad olivinas, tai iš pirmo žvilgsnio paprastas mineralas, gali būti pagrindinis elementas, padedantis mums suprasti, kaip vanduo cirkuliuoja Žemės viduje ir kokią įtaką tai daro visai planetai. Nauji tyrimai rodo, kad mūsų planeta dar slepia daug paslapčių, o jos gilumos gali būti kur kas dinamiškesnės ir turtingesnės vandens nei iki šiol manyta.
