Jak se voda uchovává hluboko uvnitř Země
Výzkum vody v zemském plášti se zaměřuje nejen na její původ, ale především na to, v jaké podobě může zůstat uložená v nejhlubších částech planety. Nejedná se totiž o zásoby kapalné vody. Vodík a kyslík se mohou stát součástí minerálů, které vodu uchovávají ve své krystalické struktuře.
Právě ve spodním plášti je ale obtížné takové minerály najít. Tato vrstva sahá od hloubky přibližně 660 kilometrů až k zemskému jádru v hloubce kolem 2 900 kilometrů. Její hlavní minerály, bridgmanit a ferroperiklas, obsahují jen velmi malé množství vody. Jiné známé minerály jí mohou vázat více, při vysokých teplotách poblíž zemského jádra ale ztrácejí stabilitu.
Zdroj: ChatGPT (vygenerováno pomocí AI)
Experiment odhalil dva nové minerály
Výzkumníci proto v laboratoři napodobili tlak a teplotu, které panují hluboko v zemském plášti. Mikroskopické vzorky stlačili mezi dvěma diamanty a pomocí laserů je zahřáli na tisíce stupňů. Cílem bylo zjistit, zda za těchto podmínek mohou vzniknout dosud neznámé minerály schopné vázat vodík. Experiment skutečně odhalil dva nové oxyhydroxidy železa s označením Fe₅O₁₂Hₓ a Fe₇O₁₂Hₓ.
Nové minerály vznikaly i při velmi malém množství vody. V některých experimentech jí výchozí materiál obsahoval méně než 0,1 %, přesto stopové množství vodíku stačilo k jejich vzniku. Zároveň zůstávají stabilní při vysokých teplotách v nejhlubší části pláště, kde jiné minerály schopné vázat větší množství vody stabilitu ztrácejí. Nově objevené sloučeniny jsou navíc výrazně hustší než okolní horniny.
Mohlo by vás zajímat
Voda mohla zůstat u jádra miliardy let
Právě vysoká hustota může vysvětlovat, proč by se tyto minerály mohly hromadit poblíž zemského jádra. Když mladá Země chladla a její původní oceán magmatu postupně tuhl, mohly při krystalizaci zachytit vodu a vlastní vahou klesat až k hranici pláště a jádra. Část vody tak mohla zůstat hluboko uvnitř planety uložená po miliardy let.
Pohyb zemského pláště může minerály naopak postupně vynášet do menších hloubek. S klesajícím tlakem ztrácejí stabilitu a uvolňují vodu do dalších minerálů. Odtud se může voda postupně dostat až k povrchu, například při sopečné činnosti. Výzkum zatím nepotvrdil, že se nové minerály uvnitř Země skutečně nacházejí, jejich existence by ale mohla vysvětlit, jak Země uchovává vodu hluboko ve svém nitru po miliardy let.
Zdroj: Chip.pl, Sciencealert, Nature
42 foto
