Stash Of Water Kan Diep Onder Het Aardoppervlak Schuilgaan

{h1}

Een watermassa die is opgesloten in het minerale brucite kan zich meer dan 250 mijl onder het aardoppervlak verbergen, hebben geowetenschappers ontdekt.

Een watermassa kan zich meer dan 250 mijl (400 kilometer) onder je voeten verbergen.

Dat is waar de mantel van de aarde de korst ontmoet. Geowetenschappers hadden lang gedacht dat onder dit overgangsgebied (beginnend bij 255 mijl of 410 km diep) een met water gevuld mineraal dat brucite wordt genoemd, onstabiel was en dus ontbond, waardoor watermoleculen naar het oppervlak van de planeet stroomden.

Maar nieuw onderzoek suggereert dat voordat bruciet - wat 50 procent magnesiumoxide en 50 procent water is - ontleedt, het transformeert naar een andere, stabielere 3D-structuur. De bevinding, gedetailleerd online op 21 nov. In het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences, betekent dat er een voorraad water is die dieper in de aarde ligt dan eerder werd gedacht. [In Photos: Ocean Hidden Under Earth's Surface]

"[Deze bevinding] was niet helemaal te verwachten," zei mede-onderzoeker Andreas Hermann, een docent computational physics aan de Universiteit van Edinburgh in Schotland. "[Dat is] omdat mensen dit materiaal decennialang hebben bestudeerd en niemand er ooit aan heeft gedacht om te kijken of er een andere fase zou zijn voordat het uiteindelijk uit elkaar viel."

Diepe aarde tasten

Wetenschappers geloofden eerder dat bruciet alleen stabiel bleef tot aan de overgangszone, een laag van 155 mijl (250 km) net onder de bovenste mantel. Voor een deel heeft de structuur van het mineraal deze opvatting ingelicht. Brucite is een gelaagd materiaal waarin de moleculen in elke laag sterk aan elkaar zijn gebonden maar zwak met andere lagen zijn verbonden. Een materiaal als dit moet, als het met voldoende druk wordt geperst, een verandering ondergaan. Onderzoekers hebben eerder aangenomen dat bruciet in reactie op overgangszonedruk, die ongeveer 200.000 atmosfeer bereikt, zou afbrokkelen. (Eén atmosfeer is ongeveer de druk op zeeniveau).

Niet in staat om de diepe aarde rechtstreeks te onderzoeken, gebruikten Hermann en zijn co-auteur, Mainak Mookherjee, een professor in de geologie aan de Florida State University, kwantummechanische berekeningen en analyseerden verschillende mogelijke structuren voor bruciet in diep-aardse condities.

"Dit is big-data computing," zei Hermann. "We creëren duizenden structuren, optimaliseren ze allemaal en doen berekeningen nauwkeurig genoeg dat als iets opvalt als stabieler dan iets anders, we betrouwbaar kunnen zeggen dat het zo is."

Brucite is een goed bestudeerd en relatief eenvoudig mineraal. Toch zei Hermann dat de sleutel tot de nieuwe berekeningen de bestaande aannames over brucite negeerde. Na enkele maanden verschillende structuren in hun computerprogramma te hebben gebruikt, vonden de onderzoekers een voorheen onbekende fase van bruciet die de hoge drukken in de onderste mantel zou kunnen weerstaan.

Zelfs met deze nieuwe fase van brucite, zijn wetenschappers nog steeds niet in staat om direct de hoeveelheid van de stof in de mantel te meten of hoeveel water het mineraal bevat. Hermann en Mookherjee hebben echter de elastische eigenschappen van de nieuwe fase van brucite bepaald. Wetende dat dit, zei Hermann, seismologen mogelijk kunnen detecteren hoeveel bruciet in de mantel zit, omdat de handtekeningen van aardbevingen verschillen op basis van de elasticiteit van de rots waardoor ze reizen.

Waarom brucite er toe doet

Huidige schattingen suggereren dat de diepe aarde evenveel water kan bevatten als alle oceanen op het aardoppervlak samen. Dit waterreservoir en het extra trove bruciet kunnen ook vasthouden, zijn van vitaal belang voor de beweging van materialen door de aarde. Terwijl waterhoudende mineralen naar beneden door de lagen van de aarde stromen, ontbinden de materialen uiteindelijk, waarbij het water vrijkomt dat terugvloeit naar het oppervlak, vaak door vulkanische activiteit. [Infographic: de hoogste berg van de aarde tot de diepste zeebodem]

Water is essentieel voor de recycling van mineralen door vulkanisme en plaattektoniek, omdat het zorgt voor de smering die nodig is om de verschillende rotsmaterialen langs elkaar te laten bewegen, zoals voorkomt in subductiezones. Het helpt ook sommige materialen oplossen als de beweging door de rock-cyclus. Zonder water, zei Hermann, zou de planeet tot een geologische stilstand komen. Dit betekent geen nieuwe korst of bodem, en een stop in vulkanisme; deze veranderingen kunnen catastrofale gevolgen hebben voor het land en de atmosfeer van de planeet.

Afgezien van mogelijk veranderend inzicht van wetenschappers in waterreservoirs ver onder het aardoppervlak, zei Hermann dat dit onderzoek voorstander is van een nieuwe manier van denken over de diepe aarde in het algemeen. De onderzoekers zouden deze nieuwe fase niet hebben gevonden als ze de geaccepteerde versie hadden bevoordeeld, zei hij.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com