Как подземный океан может повлиять на жизнь на Земле

Эта статья первоначально появилась на Журнал Хакай Онлайн-публикация о науке и обществе в прибрежных экосистемах. Читайте больше подобных историй на сайте hakaimagazine.com.

Скрытый внутри Земли – в первых нескольких сотнях километров под земной корой – есть еще один океан. Это, вероятно, самый большой океан в мире. Эта вода не течет в большой пруд. Ни одна рыба не бросила якорь в его глубинах. На самом деле этот океан есть не что иное, как вода в самом текучем смысле: он пронизан сложными атомами водорода и кислорода и химически связан с окружающими его породами, и этот океан находится в хранилище. Или большинство.

Дени Андре и Натали Булевин-Казанова, геологи из Университета Клермон-Овернь во Франции, разработали новую модель, которая показывает, что в пути находится больше этой воды, чем считалось ранее. Когда твердая порода в мантии — слой планеты между корой и ядром — насыщается химически отделенной водой, она может превратиться в расплавленную суспензию, богатую водой. Когда это происходит, он просачивается обратно к земной коре. Исследователи называют это мантийным дождем.

В той мере, в какой циркуляция воды между атмосферой, ледниками, озерами, реками, водоносными горизонтами и океаном влияет на уровень моря, обилие дождей, частота засух и обмен водой между мантией и поверхностью также определяют обитаемость земли. Ученым уже известно, что вода может втягиваться в мантию, подавляя тектонику плит и возвращая ее на поверхность посредством таких вещей, как извержения вулканов, гидротермальные источники и образование новой коры в океанических центрах распространения. Если этот глубинный круговорот воды между мантией и поверхностью находится в равновесии, то уровень моря остается стабильным. В противном случае наша планета может существовать как уникальный глобальный океан или как сухой мир.

Обитаемость Земли значительно улучшилась благодаря тому факту, что уровень моря на Земле остался прежним. относительно стабильна в течение миллиардов лет. Согласно предыдущим исследованиям мантии, она могла быть совершенно другой. Оценки, основанные на ранее понятой механике глубоководного цикла, предполагают, что почти в два раза больше воды, перенесенной в мантию, высвобождается обратно на поверхность.

«На глубине около 410 километров под поверхностью находится слой, который может содержать много воды», — говорит Андро. Принято считать, что вода должна оставаться там навсегда. Если это так, то поверхностные воды Земли медленно уменьшались бы, запертые в мантии.

Но тут на помощь приходит дождевик.

Андро и Болфан-Казанова показали в своем исследовании, что мантийного дождя может быть достаточно для поддержания баланса глубоководного цикла.

Чтобы обнаружить мантийный дождь, исследователи посмотрели, что происходит, когда погруженный в воду кусок скалы и вода, связанная со скалой, погружается глубоко в мантию. Они обнаружили, что по мере его опускания повышение температуры и давления приводит к таянию горных пород, высвобождая воду.

«Он тает, как грязь, — говорит Андро. «Представьте себе мягкую смесь песчинок, слипшихся вместе, и грязи между ними — грязь — это мантийный дождь».

Чем больше горных пород тает и чем больше воды высвобождается из горных пород, этот расплав в конечном итоге становится достаточно легким, чтобы начать подниматься. В нынешнем виде вода связывается с минералами в верхней мантии и снижает их температуру плавления, вызывая большее таяние, высвобождающее больше воды, и цикл продолжается.

Ёсинори Миядзаки, ученый-землянин и планетолог из Калифорнийского технологического института, не участвовавший в исследовании, говорит, что модель мантийного дождя Андро и Пулван-Казановой «показывает возможность другого способа движения воды к поверхности в дополнение к глобальной конвекции земной коры». сама мантия».

«Вотер вообще не любит выступать на рок-сцене, — говорит Миядзаки. «Вы с радостью сбежите на стадию оттаивания и просочитесь вверх». Андро говорит, что требуется дополнительная работа, чтобы понять масштабы проникновения воды таким образом.

Модель мантийного дождя также указывает на то, что в настоящее время в верхней мантии находится только одна океаническая масса. «Вместе с океаном на поверхности это гарантирует, что на поверхности Земли всегда будет вода», — говорит Андро.

«Нам еще многое предстоит узнать о глубоководном цикле», — говорит Миядзаки. «Но один факт является бесспорным: он работал удивительным образом, поддерживая средний уровень моря на Земле относительно постоянным в течение последних 500 миллионов лет, а возможно, и дольше, чтобы поддерживать пригодную для жизни среду для продолжения жизни».

Leave a Comment