Suures sügavuses maa all on väga kuum ja rõhk kasvab - põrgu on hullem kui see, mida Dante kirjeldas. Kuid viimasel ajal on teadlased hakanud kahtlustama, et selles põrgus on midagi, mida keegi sealt oodata ei osanud - vesi. Ja suurtes kogustes: nelisada kilomeetrit sügavusel on maa-alust vett kümme korda rohkem kui Maa ookeanides.
Kuid see vesi ei voola ega loksuta. See eksisteerib piiskade kujul, mõnikord mitme või isegi ühe molekulina, mis on mineraalide kristallvõres. Kuid just see vesi võib valgustada mõningaid lahendamata saladusi Maa päritolu kohta, suurejoonelisi vulkaanipurskeid laavajõgedega.
Selle "varjatud" vee olemasolule on palju erinevaid vihjeid. Esimene on meie planeedil ebapiisav veekogus võrreldes meteoriitidega. Teadlased on selle müsteeriumi üle mõelnud juba mitu aastat.
Pasadenas asuva California tehnoloogiainstituudi geofüüsiku Thomas Ahrensi sõnul saate hinnata, kui palju vett oli varases nooruses päikesesüsteemis, kui analüüsida nendest kaugetest päevadest meile tulnud meteoriitide koostist. Need sisaldavad umbes kolm protsenti vett ja Maal sisaldab see väikseid protsendimäära (kogu massist). Tekib loomulik küsimus: kuhu kadus kogu see vesi?
Paljud teadlased usuvad, et varsti pärast Maa moodustumist tabas seda Marsi suurune taevakeha. See lõi välja olulise osa massist, millest kuu moodustus, võttis meie planeedi atmosfäärist ja samal ajal suurema osa veest. Kuid on märke selle kohta, et midagi jääb sügavale Maa sisse.
Esimene on heelium-3 ja heelium-4 isotoopide sisaldus vulkaanide laavapaljandites. Heelium-4 moodustub radioaktiivse lagunemise tagajärjel ja heelium-3 jäi alles Universumi sünni esimestest hetkedest. Ahrensi sõnul tuleb heelium-3 välja sügavatest kividest, see on palju lenduvam kui vesi. Kui Maa sügavustes on heelium-3, siis on täiesti võimalik, et seal on ka vett. "Heelium-3 annab meile selgeid tõendeid selle kohta, et Maa sisaldab oma kivimites erinevaid aineid," rõhutab Arens.
Teine on kimberliidid, raua ja magneesiumiga rikastatud kivimid, mis tulevad mantlilt Maa pinnale kitsaste kanalite kaudu. Nad tõstavad koos nendega teemante, mis võivad tekkida ainult vähemalt 180 kilomeetri sügavusel. Nad rändavad ka mööda neid vilguga sarnaseid torusid ja kive, mis toovad palju vett ülespoole.
Reklaamvideo:
Stephen Haggerty Ameerika Ühendriikide Massachusettsi osariigi ülikoolist avastas, et kimberliidid kannavad endas mineraali nimega mineraali, mis moodustub 300–670 kilomeetri sügavusel. Ja sealt nad toovad vett ning ülemise ja alumise mantli piiriks on 670 kilomeetrit.
Seismilised andmed annavad tunnistust ka veest: vesi aeglustab kive läbiva heli kiirust. Just seda näevad geoloogid - seismilised lained läbivad seletamatult aeglaselt mantlit. Kuni eelmise sajandi kaheksakümnendate lõpuni arvati, et Maa sisemus on piisavalt kuiv. Üldiselt aktsepteeritud seisukoht oli, et pinna all võib olla vett, kuid mitte sügavamal kui 200 kilomeetrit, seda pole lihtsalt kuhugi varjata. Kivid on liiga kuumad, et vett sisaldada.
Läbimurre saabus Colorado ülikoolis, kui Joseph Smith uuris mineraali Wadsleyite. See koosneb ränist, magneesiumist ja hapnikust ning asub teadlaste sõnul Maa pinnast 400–700 kilomeetri sügavusel. Muidugi ei saa teadlased sellist sügavust vaadata ja looduslikes tingimustes mineraali uurida. Nad loovad neile oma laborites "põrguliku" kuumuse ja rõhu. Wadsleyite'i on uuritud alates 1960. aastast, kuid kuivas vormis. Smith avastas, et ta avastas selle ebatavalise omaduse - isegi üle saja kraadi kuumutamisel hoiab see vett.
1987. aastal avastas Ted Ringwoodi juhitud Austraalia teadlaste rühm, et mitmed teised mineraalid võivad sisaldada vett kõrgel temperatuuril ja rõhul. Jay Bass Illinoisi ülikoolist märkis: "Ühtäkki saime aru, et Maa all on ookeane ja veemeresid." Hinnanguliselt võib wadsleitiit sisaldada 3,3% vett. See ei kõla eriti muljetavaldavalt, kuid Maa all võib olla wadsleyite kuristik. Smithi sõnul võib 400-500 kilomeetri sügavusel olla wadsleyiti kuuskümmend protsenti ja siis annab haletsusväärne 3,3% selles sisalduvast veest meile kümme maakera ookeani, millest arutati alguses.
Washingtoni geofüüsikalabori geoloog Dan Frost usub, et vett võiks olla veelgi rohkem. Tema töötajate hinnangul võivad klaasjad laavamaterjalid sisaldada vett kuni viissada miljoni miljoni kohta. Ja see on veel kolmkümmend ookeani. Peamine probleem on see, et teadlased saavad kogu teabe mantli mineraalide kohta selle ülemisest kihist. Edasi tuleb ekstrapoleerida, et kogu mantel on ühtlane.
Otsinguid jätkati ja 1997. aastal leidis Smithi juhitud rühm wadsleyite-II - veel ühe vett kandva mineraali, mis ei lagune isegi sügaval mantlis. Ja siiski on need ainult hüpoteesid selle kohta, kuidas mineraalid maa-alustes tingimustes käituvad.
Vee olemasolu sees võib oluliselt mõjutada selliseid sündmusi nagu uute saarte tekkimist ja vulkaanilise laava ulatuslikke purskeid. Mõlemad on näited "kuumadest kohtadest", mis teadlaste sõnul esindavad sula laava paljandeid pinnale. Varem arvati, et laava tuleb pinnale kuumade mullide tõusu tõttu, kuid kunagi ei kaalutud võimalust, et vedeliku aurustumisprotsess võib olla tõusu põhjus.
Maa-ookeanide vastaste peamised vastuväited on lihtsad ja arusaadavad: kõrgete temperatuuride mõjul peab vesi aurustuma. Kuid eksperiment toob üha rohkem tõendeid põhjavee toetajate kasuks. Princetonist pärit Guust Nolet avastas, et Kesk-Euroopa all asuvas tektoonilises kilbis olid seismilised kiirused ootamatult aeglased. See on vana manner ja koosneb külmadest, tihedatest kividest, kus miski ei tohiks põhjustada seismiliste lainete kiiruse vähenemist. Nolet usub, et sügav vesi on ainus võimalik seletus.
Hüpotees veealustest ookeanidest alles sündis ja teadlased pole seda veel usaldusväärse teooria kategooriasse tõlkinud. Üks viimaseid uurimisvaldkondi on katse mõista, kas vesi liigub pinnalt Maa sügavustesse ja kui palju sellest sealt välja tuleb. Eelkõige usub Nolet, et Euroopa all olevat piirkonda toidab pidevalt pinnalt tulev vesi. Käimas on huvitavad arvutused selle kohta, kuidas põhjavesi võib mõjutada atmosfääri seisundit, kasvuhooneefekti ning praegust ja tulevast kliimat.
Aleksander Semjonov
