Kolam air boleh menyembunyikan lebih daripada 250 batu (400 kilometer) di bawah kaki anda.
Di sinilah mantel bumi memenuhi kerak bumi. Geoscientists telah lama berfikir bahawa di bawah zon peralihan ini (bermula pada 255 batu, atau 410 km, dalam) mineral berisi air yang dipanggil brucite tidak stabil dan begitu reput, menghantar molekul air mengalir ke arah permukaan planet.
Tetapi penyelidikan baru menunjukkan bahawa sebelum brucite - iaitu 50 peratus magnesium oksida dan 50 peratus air - terurai, ia berubah menjadi struktur 3D yang lebih stabil. Penemuan ini, dalam talian terperinci pada Nov. 21 dalam jurnal Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, bermaksud terdapat sebatang air yang terletak lebih dalam di Bumi berbanding sebelum ini.
"tidak dijangka sepenuhnya," kata penulis bersama kajian Andreas Hermann, pensyarah fizik pengkomputeran di Universiti Edinburgh di Scotland. "kerana orang telah mempelajari bahan ini selama beberapa dekad dan tiada siapa yang memikirkan untuk mencari sama ada fasa lain sebelum akhirnya runtuh."
Mengajar dalam Bumi
Para saintis sebelum ini percaya bahawa brucite kekal stabil hanya sejauh zon peralihan, lapisan dalam sejauh 155 batu (250 km) di bawah mantel atas. Sebagian, struktur mineral memaklumkan pandangan ini. Brucite adalah bahan berlapis di mana molekul-molekul di setiap lapisan sangat terikat antara satu sama lain tetapi lemah terhubung ke lapisan lain. Bahan seperti ini, jika diperah dengan tekanan yang cukup, mesti mengalami beberapa perubahan. Penyelidik sebelum ini mengandaikan bahawa sebagai tindak balas kepada tekanan zon peralihan, yang mencapai kira-kira 200,000 atmosfera, brucite akan runtuh. (Satu suasana kira-kira adalah tekanan di paras laut).
Tidak dapat menyiasat secara langsung Bumi, Hermann dan penulisnya, Mainak Mookherjee, seorang profesor geologi di Florida State University, menggunakan perhitungan mekanik kuantum, menganalisis pelbagai struktur yang mungkin untuk brucite dalam keadaan mendalam di Bumi.
"Ini pengkomputeran data besar," kata Hermann. "Kami membuat beribu-ribu struktur, mengoptimumkan mereka semua dan melakukan pengiraan yang cukup tepat bahawa jika sesuatu menonjol sebagai lebih stabil daripada sesuatu yang lain, kami dapat dengan pasti mengatakan bahawa ia begitu."
Brucite adalah mineral yang dipelajari dan agak mudah. Walau bagaimanapun, Hermann berkata bahawa kunci kepada pengiraan baru mengabaikan anggapan sedia ada mengenai brucite. Selepas beberapa bulan menjalankan pelbagai struktur melalui program komputer mereka, penyelidik mendapati fasa brucite yang tidak diketahui sebelumnya yang dapat menahan tekanan tinggi yang terdapat di mantel bawah.
Walaupun dengan fase baru brucite ini, saintis masih tidak dapat mengukur secara langsung jumlah bahan di dalam mantel atau berapa banyak air mineral yang dipegang. Walau bagaimanapun, Hermann dan Mookherjee berjaya mengatasi sifat elastik fasa baru brucite. Mengetahui hal ini, kata Hermann, ahli seismologi mungkin dapat mengesan berapa banyak brucite berada di dalam mantel kerana tanda tangan gempa bumi berbeza berdasarkan keanjalan batu yang mereka jalani.
Mengapa masalah brucite
Anggaran semasa menunjukkan bahawa bumi yang mendalam boleh memegang banyak air kerana semua lautan di permukaan planet digabungkan. Ini takungan air, dan brucite trouk tambahan juga boleh dipegang, sangat penting untuk pergerakan bahan melalui Bumi. Apabila mineral yang mengandung air mengalir melalui lapisan Bumi, bahan-bahan tersebut akhirnya terurai, melepaskan air yang kembali ke permukaan, seringkali melalui aktiviti gunung berapi.
Air adalah penting untuk mengitar semula galian melalui volcanisme dan tektonik plat, kerana ia menyediakan pelinciran yang diperlukan untuk pelbagai bahan batu untuk bergerak melewati satu sama lain, seperti yang berlaku di zon subduksi. Ia juga membantu beberapa bahan membubarkan sebagai langkah melalui kitaran batuan. Tanpa air, kata Hermann, planet ini akan datang kepada keadaan geologi yang terhenti. Ini bermakna tidak ada kerak atau tanah baru, dan berhenti di gunung berapi; perubahan ini boleh membawa kesan bencana di tanah dan suasana planet ini.
Selain dari pemahaman saintis yang berpotensi mengubah takungan air jauh di bawah permukaan Bumi, Hermann berkata penyelidikan ini memenangi cara pemikiran baru tentang bumi mendalam secara umum. Para penyelidik tidak akan menemui fasa baru ini jika mereka menyukai versi yang diterima, katanya.
