Ringwoodiitti ja syvän veden kierto
valtameret peittävät 71% maapallon pinta-alasta. Niillä on tärkeä rooli veden kiertokulussa, joka kiertää vettä ilmakehän läpi. Mutta tiesitkö, että on olemassa myös syvän veden kiertokulku? Se kuvaa, miten mannerlaattojen vesi kuljettaa vettä maan vaippaan. Siellä sitä absorboi mineraali nimeltä ringwoodiitti. Myöhemmin vesi karkaa kehäpuulta ja kulkeutuu takaisin pinnalle magman sisällä.
mitä on ringwoodiitti? Miten se muodostuu?
viime aikoihin asti tutkijat eivät olleet koskaan nähneet ringwoodiittia maan sisältä. Mineraalia tutkittaessa sitä piti syntetisoida laboratoriossa tai erottaa meteoriiteista. Vuonna 2014 maasta otettiin ensimmäistä kertaa pieni näyte mineraalista. Brasiliassa louhitun timantin sisältä löytyi viljaa. Pieni kappale oli alle 40 mikrometriä pitkä.
Tiesitkö?
Jos pidät koruista, saatat tuntea jalokivi peridotin, joka on oliviinin jalokivimuoto!
timantti on alun perin peräisin maan vaipan siirtymävyöhykkeeltä. Siirtymävyöhyke sijaitsee useita satoja kilometrejä pinnan alla. Siellä korkeat lämpötilat ja paineet luovat ringwoodiittia oliviinista, toisesta mineraalista.
Tunnetko laattatektoniikan teorian? Se kuvaa, miten maan pinta koostuu kivilaatoista. Nämä lautaset ovat vaipan päällä. Tutkijat arvelevat, että oliviini, josta tuli brasilialaisen timantin ringwoodiitti, oli peräisin yhdeltä näistä levyistä. Laatta sijaitsi meren pohjassa. Se veti oliviinin syvälle pinnan alle. Se toi mukanaan myös jonkin verran merivettä.
siirtymävyöhykkeellä oliviini kuumeni ja puristui rengaspuuvyöhykkeeksi. Lopulta kehäpuun ympärille muodostui timantti. Sitten tulivuori nosti timantin pintaan.
Tiesitkö?
Tenhamin meteoriittisuihkun kivistä on löydetty jäänteitä rengaspuusta.
Rengaspuu voi imeä vettä. Mutta se ei voi imeä vettä nestemäisessä, kiinteässä tai kaasumaisessa muodossa! Korkeat lämpötilat ja paineet eivät muuta oliviinia vain rengasmaiseksi. Ne saavat myös vesimolekyylit jakautumaan. Tällöin syntyy hydroksyyliradikaaleja (- OH). Rengaspuun huokoset imevät hydroksyyliradikaalit itseensä. Tämä vangitsee hajonneen veden mineraalin molekyylirakenteeseen.
brasilialaisen timantin sisään jääneessä ringwoodiitissa oli hydroksyyliradikaaleja. Veden paino oli noin 1% näytteen kokonaispainosta. Tutkijat vertasivat tätä siihen, kuinka paljon rengaspuuta arvioidaan olevan maapallon vaipassa. Näyttää siltä, että syvällä planeetan pinnan alla on suunnilleen yhtä paljon vettä kuin valtamerissä!
mikä on Ringwooditen rooli syvän veden kiertokulussa?
syvän veden kierto kiertää merivettä syvällä planeetan pinnan alla ja takaisin ylös.
vesi kulkeutuu maan pinnan alle subduktiovyöhykkeillä. Subduktio tapahtuu, kun mannerlaatta liukuu mannerlaatan alle.
pinnan alla vesi auttaa luomaan magmaa ja muodostamaan tulivuoria. Tulivuoren purkautuessa magma saavuttaa pinnan laavan muodossa.
tutkijat ovat tarkastelleet, miten magma muodostuu siirtymävyöhykkeellä. Ensin he analysoivat maanjäristyksiin ja vulkaaniseen toimintaan liittyvää seismistä dataa. Sitten he syntetisoivat ringwoodiittia laboratoriossaan. He altistivat mineraalin samoille korkeille lämpötiloille ja paineille kuin siirtymävyöhykkeellä. Rengaspuu alkoi sulaa vapauttaen osan vedestään. Vesi laski kallion sulamispistettä, mikä mahdollisti magman muodostumisen.
ihmiset eivät oikein voi käyttää syvältä maanpinnan alta löytyvää vettä. Mutta on tärkeää ymmärtää, miten vesi kulkee pinnalta vaippaan ja takaisin ylös.
syvän veden kierto on tärkeä tapa, jolla planeetta kierrättää vetensä. Se korostaa myös sitä, miten mannerlaatat liikkuvat ja miten tulivuoret muodostuvat. Nämä prosessit osoittavat, kuinka vesi, kaasut ja mineraalit liikkuvat jatkuvasti maan pinnan ja sen sisäosien välillä.
Tiesitkö?
vuonna 2018 tutkijat löysivät ensimmäiset vapaasti muodostuneet H2o-molekyylit Maan vaipasta. Molekyylit puristuivat timanttien sisään vesijään sirpaleiksi, joita kutsuttiin nimellä ”ice-VII”.