Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Mỗi học sinh học về chu trình nước – bốc hơi, ngưng tụ, kết tủa và thu thập. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu có một thành phần Trái đất sâu sắc của quá trình này xảy ra theo thời gian địa chất khiến hành tinh của chúng ta trở nên lý tưởng để duy trì sự sống như chúng ta biết?
Công trình mới được công bố trong Kỷ yếu của Viện hàn lâm Khoa học Quốc gia của Carnegie Yanhao Lin và Michael Walter – cùng với các nhà khoa học trước đây của Carnegie và các cộng tác viên đang tiến hành Ho-Kwang “Dave” Mao và Qingyang Hu của Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ và Khoa học Áp suất Cao Thượng Hải và Yue Meng thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne – chứng minh rằng một loại khoáng chất quan trọng có tên là stishovite có khả năng lưu trữ và vận chuyển một lượng lớn nước ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt như ở lớp phủ dưới của Trái đất.
Điều này rất quan trọng bởi vì nó cho thấy rằng một lượng nước đáng kể có thể xuất hiện xa hơn trong lớp phủ so với suy nghĩ trước đây, cho thấy rằng một chu trình nước toàn lớp là có thể.
Tác giả chính Lin giải thích: “Để đi xuống lớp phủ, nước phải được tích hợp vào các khoáng chất trên bề mặt và sau đó được duy trì ổn định trong các cấu trúc đó trong các điều kiện được tìm thấy sâu bên trong hành tinh”.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng dựa trên phòng thí nghiệm để nghiên cứu khoáng chất stishovite, một dạng thạch anh áp suất cao khi nó ở trong nước dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. Chúng tôi đã biết một số tiền lớn của nước có thể được lưu trữ trong các khoáng chất silicat trong lớp vỏ phía trên của Trái Đất mà tồn tại từ 100 đến 670 km (hoặc 62-416 dặm) sâu. Nhưng nhóm nghiên cứu đã kiểm tra stishovit và nước trong điều kiện mô phỏng giống như những gì tìm thấy sâu trong lớp vỏ thấp hơn mà tồn tại giữa 670 và 2.900 km (hay 416 đến 1.802 dặm) xuống, nơi người ta nghĩ rằng ít hơn nhiều nước có thể được lưu trữ ổn định trong khoáng chất.
Stishovite là một khoáng chất dựa trên silica và là thành phần chính của lớp vỏ đại dương. Trong kiến tạo mảng, có những khu vực được gọi là khu vực hút chìm, nơi một mảng đại dương trượt bên dưới một mảng lục địa, chìm từ bề mặt Trái đất xuống độ sâu của nó. Khi điều này xảy ra, stishovite được vận chuyển vào lớp phủ.
Việc phát hiện ra viên kim cương với vùi nước khoáng có chứa đến từ độ sâu khoảng 700 km (hoặc 535 dặm) xuống trong lớp vỏ tiết lộ nước thực sự được ít nhất đó xa xuống nếu nó tìm thấy khoáng sản đúng với để quá giang một chuyến đi.
Stishovite là một trong những khoáng chất như vậy nhưng nó có khả năng lấy nước sâu hơn nữa, xuống lớp phủ dưới không? Đây là những gì các nhà nghiên cứu đặt ra để khám phá.
Họ đã cho các mẫu stishovite nhỏ vào nước với phạm vi áp suất khí quyển bình thường khoảng 320.000 đến 510.000 lần và nung nóng đến một phạm vi khoảng 1.000 đến 1.500 độ C mô phỏng độ dốc chuyển từ điều kiện lớp phủ trên sang điều kiện lớp phủ thấp hơn. Đáng chú ý, họ thấy rằng stishovite có thể chứa một lượng lớn nước ngay cả trong những điều kiện này.
Nếu nước có thể được lưu trữ trong các khoáng chất ở áp suất và nhiệt độ thấp hơn, nó có thể chỉ ra rằng có một chu kỳ nước toàn cầu xảy ra trên quy mô thời gian địa chất rất dài. Điều này có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về cách thức nội thất hành tinh sâu có thể ảnh hưởng hoặc kiểm soát hàm lượng nước trên bề mặt.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện khoa học Carnegie . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :