Vlad Krasen
0 
3033
484
Gdy płyty tektoniczne Ziemi nurkują jedna pod drugą, wciągają do wnętrza planety trzy razy więcej wody niż wcześniej sądzono.
Takie są wyniki nowego artykułu opublikowanego dzisiaj (14 listopada) w czasopiśmie Nature. Wykorzystując naturalne trzęsienia sejsmiczne strefy subdukcji podatnej na trzęsienia ziemi w rowie Marianas, gdzie płyta Pacyfiku przesuwa się pod płytą filipińską, naukowcy byli w stanie oszacować, ile wody zostaje włączone do skał nurkujących głęboko pod powierzchnią. [Na zdjęciach: Ocean ukryty pod powierzchnią Ziemi]
Odkrycie ma poważne konsekwencje dla zrozumienia cyklu głębokiej wody na Ziemi, napisała badaczka geologii morskiej i geofizyki Donna Shillington z Obserwatorium Ziemi Lamont-Doherty na Columbia University w artykule towarzyszącym nowej pracy. Woda pod powierzchnią Ziemi może przyczyniać się do rozwoju magmy i smarować uskoki, zwiększając prawdopodobieństwo trzęsień ziemi - napisał Shillington, który nie był zaangażowany w nowe badania..
Cykl głębokiej wody
Woda jest przechowywana w krystalicznej strukturze minerałów, napisał Shillington. Ciecz zostaje włączona do skorupy ziemskiej zarówno wtedy, gdy powstają zupełnie nowe, rozgrzane rurami płyty oceaniczne, jak i gdy te same płyty wyginają się i pękają, gdy mielą się pod sąsiadami. Ten ostatni proces, zwany subdukcją, jest jedynym sposobem, w jaki woda wnika głęboko w skorupę i płaszcz, ale niewiele wiadomo o tym, ile wody przemieszcza się podczas tego procesu, napisał kierownik badania Chen Cai z Washington University w St. Louis i jego współpracownicy w swoim nowy papier.
„Zanim przeprowadziliśmy te badania, każdy badacz wiedział, że woda musi być odprowadzana przez płytę odprowadzającą” - powiedział Cai. "Ale oni po prostu nie wiedzieli, ile wody."
Naukowcy wykorzystali dane zebrane przez sieć czujników sejsmicznych rozmieszczonych wokół centralnego rowu Marianas na zachodnim Pacyfiku. Najgłębsza część wykopu znajduje się prawie 7 mil (11 kilometrów) poniżej poziomu morza. Czujniki wykrywają trzęsienia ziemi i echa trzęsień ziemi dzwoniące w skorupie ziemskiej jak dzwon. Cai i jego zespół śledzili, jak szybko podróżowały te temblory: spowolnienie prędkości, powiedział, wskazywałoby na wypełnione wodą pęknięcia w skałach i „uwodnione” minerały, które zatrzymują wodę w swoich kryształach.
Brak wody
Naukowcy zaobserwowali takie spowolnienia w głębi skorupy, około 18 mil (30 km) pod powierzchnią, powiedział Cai. Korzystając ze zmierzonych prędkości, a także znanych tam temperatur i ciśnień, zespół obliczył, że strefy subdukcji wciąga do skorupy 3 miliardy teragramów wody co milion lat (teragram to miliard kilogramów).
Woda morska jest ciężka; sześcian tej wody o długości 1 metra (3,3 stopy) z każdej strony ważyłby 1024 kilogramy (2250 funtów). Mimo to, ilość obniżona przez strefy subdukcji jest zadziwiająca. To także trzy razy więcej wody, niż wcześniej szacowano, że strefy subdukcji mogą wchłonąć, powiedział Cai.
A to rodzi pytania: woda, która spada, musi się podnieść, zwykle w zawartości erupcji wulkanicznych. Naukowcy stwierdzili, że nowe szacunki dotyczące tego, jak dużo wody spada, są większe niż szacunki tego, ile jest emitowanych przez wulkany, co oznacza, że naukowcom brakuje czegoś w swoich szacunkach. - W oceanach nie brakuje wody - powiedział Cai. Oznacza to, że ilość wody wciągana do skorupy i ilość wypływająca z powrotem powinny być mniej więcej równe. Fakt, że tak nie jest, sugeruje, że jest coś w sposobie poruszania się wody przez wnętrze Ziemi, czego naukowcy jeszcze nie rozumieją.
„O wiele więcej badań wymaga skupienia się na tym aspekcie” - powiedział Cai.
- 50 interesujących faktów o Ziemi
- Infografika: od najwyższej góry do najgłębszego rowu oceanicznego
- Zdjęcie na osi czasu: jak powstała Ziemia