A rejtett vízkészlet, amely átsegítette a Földet a poklon

Nagyjából 4,6 milliárd évvel ezelőtt a Föld egyáltalán nem hasonlított mai, nyugodt, kék bolygónkra. Folyamatos, erőteljes becsapódások tartották izzásban a felszínt és a belső szerkezetét, miközben a Föld nagy részét egy világméretű magmaóceán borította. Az extrém magas hőmérséklet miatt a folyékony víz akkor még nem maradhatott meg itt – a Föld inkább hasonlított egy tüzes kemencére, mintsem egy élettel teli helyre. Ennek ellenére ma az óceánok a felszín mintegy 70 százalékát borítják. Az évmilliárdokkal ezelőtti, izzó korszakból hogyan alakulhatott ki a vízzel teli bolygó, régóta foglalkoztatja a kutatókat.

A mélyben elrejtett vízkészlet

Friss kutatásokból kiderült, hogy a Föld hűlése és megszilárdulása során hatalmas mennyiségű víz rejtőzhetett el a köpeny mélyén. Pontosabban a Föld köpenyének leggyakoribb ásványa, a bridgmanit mikroszkopikus „víztárolóként” viselkedik. Ennek köszönhetően az ősi Föld a megszilárdulás idején jelentős vízkészleteket „temethetett” a felszín alá. Ez a víz pedig döntő szerepet játszhatott abban, hogy a bolygó a pusztító hőből életre alkalmas hellyé válhatott.

Vízmegkötés extrém körülmények között

Korábbi kísérletek szerint a bridgmanit csak kevés vizet képes tárolni – ezek azonban alacsonyabb hőmérsékleten zajlottak. Az új vizsgálatokhoz a szakembereknek a 660 km mélyen uralkodó hatalmas nyomást és akár 4100 Celsius-fokos hőmérsékletet kellett utánozniuk, és képesnek kellett lenniük kimutatni néhány százmilliomod résznyi víztartalmat is mikroszkopikus mintákban. Speciális gyémántpréses és lézerfűtéses rendszert terveztek ehhez, amellyel valóban az ősi Föld belső körülményeit tudták modellezni.

Aprólékos vizsgálatok, meglepő eredménnyel

A tudósok csúcstechnikás mikroszkópos és kémiai vizsgálatokat vetettek be, így háromdimenziós leképzéssel és atomszintű elemzéssel sikerült kimutatniuk, hogy a bridgmanit ténylegesen képes nagy mennyiségű vizet „beépíteni” saját szerkezetébe.

Sokkal nedvesebb a köpeny, mint gondoltuk

Az eredmények azt mutatják, hogy a bridgmanit vízmegkötő képessége magas hőmérsékleten meredeken nő. A forró magmaóceán korszakában jóval több víz maradhatott a köpeny mélyén, mint azt eddig feltételezték. Modellezésük szerint a mély földi köpeny az egyik legnagyobb földi víztározó lehetett – a teljes mennyiség akár 0,08–1-szerese is lehetett a mai óceánok vizének.

Így alakította a mélyben rekedt víz a Földet

Ez a víz később sem maradt teljesen rejtve: folyamatosan „kenőanyagként” szolgált a Föld belső működéséhez, elősegítette a kéreg- és lemezmozgásokat, beindítva a bolygó geológiai motorját. Apránként a vulkánok és magmás folyamatok révén visszakerült a felszínre, hozzájárulva a légkör és az óceánok kialakulásához. Ez az eltemetett vízmennyiség döntő szerepet játszhatott abban, hogy a Föld a tűz poklából kék bolygóvá váljon.

2025, adminboss, www.sciencedaily.com alapján