Oamenii de știință au găsit apă la marginea nucleului Pământului

Un nou studiu identifică două minerale necunoscute anterior care ar putea fixa și păstra cantități importante de apă în condițiile extreme din mantaua terestră.

Descoperirea oferă noi indicii despre modul în care apa este transportată și reciclată în interiorul planetei și ar putea contribui la înțelegerea ciclului tectonic și climatic al Pământului pe perioade geologice.

Apa din mantaua Pământului ar putea ajunge până la limita cu nucleul

Mantaua inferioară a Pământului se întinde de la aproximativ 660 până la 2.900 de kilometri sub suprafață. Deși apa este esențială pentru viața de pe planetă și pentru procesele geologice, localizarea exactă a apei în această regiune extrem de adâncă a rămas în mare parte necunoscută, scrie Science Alert.

Cercetătorii suspectează că apa ar putea fi prezentă în apropierea limitei dintre manta și nucleul extern lichid, unde testele seismice au identificat așa-numitele „zone cu viteze ultrajoase”. Aceste regiuni prezintă proprietăți neobișnuite, iar noua cercetare oferă o posibilă explicație pentru existența lor.

Minerale noi descoperite în mantaua Pământului

Pentru a reproduce condițiile extreme din interiorul planetei, oamenii de știință au folosit celule cu nicovală de diamant încălzite cu laser. Aceste dispozitive pot supune mostre microscopice unor presiuni și temperaturi similare celor întâlnite la mari adâncimi în Pământ.

Experimentele au dus la identificarea a două oxihidroxizi de fier necunoscuți anterior, cu formulele Fe5O12Hx și Fe7O12Hx. Mineralele pot fi stabile în condițiile mantalei inferioare și au capacitatea de a reține hidrogen și apă.

Un aspect important este că aceste minerale s-au format chiar și atunci când cantitatea inițială de apă era foarte redusă. În unele experimente, materialul de pornire conținea mai puțin de 0,1% apă, însă concentrații foarte mici de hidrogen au fost suficiente pentru stabilizarea noilor compuși.

Apa din mantaua Pământului ar putea fi reciclată prin vulcanism

Cercetătorii subliniază că apa din interiorul Pământului nu ar exista sub forma unui ocean subteran. În condițiile extreme din manta, apa trebuie să fie încorporată în structura mineralelor.

Datorită densității lor ridicate, noii oxihidroxizi de fier s-ar putea forma în primele etape ale existenței Pământului, când o mare de magmă de la baza mantalei s-a răcit și a cristalizat. Ulterior, aceste minerale ar fi putut coborî către limita dintre manta și nucleu.

Apa nu ar rămâne însă neapărat blocată pentru totdeauna. Pe măsură ce materialul din manta este transportat spre suprafață prin circulația mantalei, scăderea presiunii poate destabiliza mineralele și poate elibera apa. O parte din aceasta ar putea reveni ulterior spre suprafață prin penele mantalei și activitatea vulcanică.

Descoperirea ar putea explica și natura misterioasei „faze H”, observată în experimente anterioare la presiuni foarte mari. Cercetătorii consideră că aceasta ar putea corespunde unuia dintre noii oxihidroxizi de fier, iar urme foarte mici de umiditate ar fi contribuit la formarea sa.

Totuși, oamenii de știință avertizează că sunt necesare cercetări suplimentare. Nu se știe încă exact câtă apă pot conține aceste minerale, ce se întâmplă cu ele la limita nucleu-mantă sau cât de rapid poate fi transportată apa din interiorul Pământului către suprafață.

Studiul sugerează însă că ciclul apei al Pământului ar putea ajunge până aproape de nucleul planetei, oferind o nouă perspectivă asupra modului în care Terra și-a obținut și și-a păstrat apa de-a lungul istoriei sale.