Dideliame gylyje po žeme yra labai karšta, o slėgis auga - pragaras yra blogesnis nei aprašė Dante. Tačiau visai neseniai mokslininkai pradėjo įtarti, kad šiame pragare yra kažkas, ko niekas nesitikėjo ten rasti - vanduo. Ir dideliais kiekiais: keturių šimtų kilometrų gylyje požeminio vandens yra dešimt kartų daugiau nei Žemės vandenynuose.
Bet šis vanduo neteka ir nepurškia. Jis egzistuoja lašelių pavidalu, kartais keletas ar net viena mineralų molekulė, įdėta į kristalinę gardelę. Tačiau būtent šis vanduo gali atskleisti kai kurias neišspręstas paslaptis apie Žemės kilmę, apie grandiozinius ugnikalnių išsiveržimus su lavos upėmis.
Yra daug įvairių užuominų apie šio „paslėpto“vandens egzistavimą. Pirmasis yra nepakankamas vandens kiekis mūsų planetoje, palyginti su meteoritais. Mokslininkai daugelį metų svarstė šią paslaptį.
Pasak Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje geofiziko Thomaso Ahrenso, galite įvertinti, kiek vandens Saulės sistemoje buvo ankstyvoje jaunystėje, jei analizuosite meteoritų, kurie mums nusileido iš tų tolimų dienų, sudėtį. Juose yra apie tris procentus vandens, o Žemėje tai yra nedidelės procento dalys (visos masės). Kyla natūralus klausimas: kur dingo visas šis vanduo?
Daugelis mokslininkų mano, kad netrukus po Žemės susiformavimo ją ištiko Marso dydžio dangaus kūnas. Tai išmušė nemažą masės dalį, iš kurios susidarė mėnulis, atėmė mūsų planetą nuo atmosferos ir tuo pačiu didžiąją dalį vandens. Tačiau yra požymių, kad kažkas liko Žemės gelmėse.
Pirmasis yra helio-3 ir helio-4 izotopų kiekis ugnikalnių lavos atodangose. Helis-4 susidaro dėl radioaktyvaus irimo, o helis-3 liko nuo pirmųjų Visatos gimimo momentų. Pasak Ahrenso, helis-3 išeina iš gilių uolienų, jis yra daug lakesnis nei vanduo. Jei Žemės gelmėse yra helis-3, tai gali būti, kad yra ir vandens. "Helis-3 pateikia mums aiškių įrodymų, kad Žemė savo uolienose turi įvairių medžiagų", - pabrėžia Arensas.
Antrasis - kimberlitai, geležimi ir magniu praturtintos uolienos, kurios siaurais kanalais iš jos mantijos patenka į Žemės paviršių. Jie su savimi kelia deimantus, kurie gali atsirasti tik mažiausiai 180 kilometrų gylyje. Jie keliauja šiais vamzdžiais ir akmenimis, panašiais į žėrutį, kurie aukštyn atneša daug vandens.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Stephenas Haggerty iš Amerikos valstijos Masačusetso universiteto atrado, kad kimberlitai neša mineralą, vadinamą majoritu, kuris susidaro 300–670 kilometrų gylyje. Iš ten jie atneša vandens, o 670 kilometrų yra riba tarp viršutinės ir apatinės mantijos.
Seisminiai duomenys liudija ir vandenį: vanduo lėtina garso greitį, einantį per akmenis. Būtent tai mato geologai - seisminės bangos nepaaiškinamai lėtai eina per mantiją. Iki praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio pabaigos buvo tikima, kad Žemės vidus pakankamai sausas. Visuotinai priimtas požiūris buvo tas, kad po paviršiumi gali būti vandens, bet ne giliau nei 200 kilometrų, toliau jis tiesiog neturi kur pasislėpti. Uolos yra per karštos, kad jose būtų vandens.
Proveržis įvyko Kolorado universitete, kai Džozefas Smitas studijavo mineralą, vadinamą Wadsleyite. Jis susideda iš silicio, magnio ir deguonies ir, pasak mokslininkų, yra 400–700 kilometrų gylyje po Žemės paviršiumi. Žinoma, mokslininkai negali pažvelgti į tokį gylį ir ištirti mineralą natūraliomis sąlygomis. Jie sukuria jiems „pragarišką“šilumą ir slėgį savo laboratorijose. Wadsleyite buvo tiriamas nuo 1960 m., Tačiau sausoje formoje. Smito atradimas buvo tas, kad jis atrado neįprastą jo savybę - net kaitinamas virš šimto laipsnių, jis sulaiko vandenį.
1987 m. Tedo Ringwoodo vadovaujama Australijos mokslininkų grupė atrado, kad keliuose kituose mineraluose gali būti vandens esant aukštai temperatūrai ir slėgiui. Jay Bassas iš Ilinojaus universiteto pažymėjo: „Staiga supratome, kad po žeme yra vandenynai ir vandens vandenynai“. Manoma, kad wadsleyite gali būti 3,3% vandens. Tai skamba ne itin įspūdingai, bet po žeme gali būti wadsleyite bedugnė. Pasak Smitho, 400–500 kilometrų gylyje wadsleyite gali būti šešiasdešimt procentų, o tada gailestingas 3,3% jame esančio vandens suteiks mums dešimt Žemės vandenynų vandens, apie kuriuos buvo kalbėta pradžioje.
Vašingtono geofizikos laboratorijos geologas Danas Frostas mano, kad vandens gali būti dar daugiau. Jo darbuotojai skaičiuoja, kad stiklinėse lavos medžiagose vandens gali būti iki penkių šimtų milijono dalių. Ir tai dar trisdešimt vandenynų. Pagrindinė problema yra ta, kad mokslininkai gauna visą informaciją apie mantijos mineralus iš viršutinio jos sluoksnio. Toliau seka ekstrapoliacija, kad visa mantija yra vienoda.
Paieškos tęsėsi ir 1997 m. Smitho vadovaujama grupė rado wadsleyite-II - dar vieną vandenį turintį mineralą, kuris nesuyra net giliai mantijoje. Ir vis dėlto tai tik hipotezės apie tai, kaip mineralai elgsis požeminėmis sąlygomis.
Vandens buvimas viduje gali labai paveikti tokius įvykius kaip naujų salų atsiradimas ir didžiuliai ugnikalnio lavos išsiveržimai. Abu šie pavyzdžiai yra „karštieji taškai“, kurie, pasak mokslininkų, rodo išlydytos lavos atodangas į paviršių. Anksčiau buvo manoma, kad lava išlenda į paviršių dėl kylančių karštų burbuliukų, tačiau niekada nebuvo svarstoma galimybė, kad skysčio garavimo procesas gali būti kilimo priežastis.
Pagrindiniai požeminių vandenynų priešininkų prieštaravimai yra paprasti ir suprantami: esant aukštai temperatūrai vanduo turi išgaruoti. Tačiau eksperimentas pateikia vis daugiau įrodymų, paremiančių požeminio vandens šalininkus. Guustas Noletas iš Prinstono atrado, kad seisminis greitis buvo netikėtai lėtas tektoniniame skyde po Centrine Europa. Tai senas žemynas ir susideda iš šaltų, tankių uolų, kur niekas neturėtų mažinti seisminių bangų greičio. Noletas mano, kad gilus vanduo yra vienintelis galimas paaiškinimas.
Ką tik gimė povandeninių vandenynų hipotezė, ir mokslininkai jos dar nepervertė į patikimos teorijos kategoriją. Viena iš naujausių tyrimų sričių yra bandymas suprasti, ar vanduo praeina iš paviršiaus į Žemės gelmes ir kiek jo iš ten išeina. Visų pirma Noletas mano, kad po žeme esančią teritoriją nuolat maitina vanduo iš paviršiaus. Vykdomi įdomūs skaičiavimai, kaip požeminis vanduo gali paveikti atmosferos būklę, šiltnamio efektą, esamą ir būsimą klimatą.
Aleksandras Semjonovas