Μια νέα επιστημονική μελέτη ρίχνει σημαντικό φως στην κατανόηση της εξέλιξης της Γης, αποκαλύπτοντας την ύπαρξη τεράστιων —και μέχρι σήμερα άγνωστων— αποθεμάτων νερού, σε βάθος χιλιάδων χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη. Τα ευρήματα δείχνουν ότι το νερό που παγιδεύτηκε στον μανδύα κατά την πρώιμη ιστορία της Γης ίσως έπαιξε καθοριστικό ρόλο στη μετάβαση του πλανήτη από μια «φλογερή κόλαση» σε έναν κατοικήσιμο κόσμο.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, μεγάλο μέρος του νερού που συνέβαλε στη δημιουργία των ωκεανών μπορεί να μην αναδύθηκε ποτέ στην επιφάνεια. Η πρώιμη Γη φαίνεται πως ήταν ικανή να συγκρατήσει πολύ μεγαλύτερες ποσότητες νερού απ’ ό,τι πιστευόταν, αφού τα βαθύτερα πετρώματα θα μπορούσαν να περιέχουν έως και 100 φορές περισσότερο νερό από τις προηγούμενες εκτιμήσεις.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Science στις 11 Δεκεμβρίου, εστιάζει στον μπριτζμανίτη —το πιο άφθονο ορυκτό του μανδύα, το οποίο αποτελεί περίπου το 60% του κατώτερου μανδύα. Νέα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι, υπό ακραίες πιέσεις και θερμοκρασίες, ο μπριτζμανίτης μπορεί να αποθηκεύσει πολύ μεγαλύτερες ποσότητες νερού απ’ ό,τι θεωρούσαν οι γεωλόγοι. Αν αυτό επιβεβαιωθεί, ο μεγαλύτερος «ωκεανός» της Γης δεν είναι ο Ειρηνικός, αλλά μια αχανής υδάτινη μάζα θαμμένη περίπου 1.600 χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας.
Ο μπριτζμανίτης σχηματίζεται σε συνθήκες πίεσης που φτάνουν τις 700.000 ατμόσφαιρες και θερμοκρασίες που ξεπερνούν τους 4.000°C, δηλαδή ακριβώς στο περιβάλλον του κατώτερου μανδύα. Κατά την πρώιμη Γη —περίοδο γνωστή ως Καταρχαιοζωικός μεγααιώνας, πριν από περίπου 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια— ο μανδύας κρυσταλλώθηκε από τον ωκεανό μάγματος που κάλυπτε τον πλανήτη. Στη διαδικασία αυτή, ο μπριτζμανίτης μπορεί να ενσωμάτωσε τεράστιες ποσότητες νερού σαν «μικροσκοπικό σφουγγάρι», καθορίζοντας πόσο νερό θα εγκλωβιζόταν στο εσωτερικό της Γης.
Προσομοιώσεις της κρυστάλλωσης του πρώιμου μάγματος έδειξαν ότι η ικανότητα του μπριτζμανίτη να συγκρατεί νερό μετέτρεψε τον κατώτερο μανδύα στη μεγαλύτερη δεξαμενή νερού του πλανήτη. Καθώς ο ωκεανός μάγματος ψυχόταν, μόρια νερού παγιδεύτηκαν στην κρυσταλλική δομή του ορυκτού — διαδικασία που συνεχίζεται και σήμερα μέσω της καταβύθισης των τεκτονικών πλακών. Το παγιδευμένο νερό επιστρέφει στην επιφάνεια μέσα από ηφαιστειακές εκρήξεις.
Για να φτάσουν σε αυτά τα συμπεράσματα, οι ερευνητές της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών προσομοίωσαν τις συνθήκες του κατώτερου μανδύα χρησιμοποιώντας κελί διαμαντιού και θέρμανση με λέιζερ, πετυχαίνοντας πιέσεις άνω των 700.000 ατμοσφαιρών και θερμοκρασίες πάνω από 3.700 Κέλβιν. Οι πειραματικές μετρήσεις έδειξαν ότι η υψηλή θερμότητα αυξάνει θεαματικά την ικανότητα του μπριτζμανίτη να αποθηκεύει νερό.
Προηγούμενες εκτιμήσεις υποστήριζαν ότι ο μπριτζμανίτης είναι σχεδόν «ξηρός», συγκρατώντας λιγότερο από 220 μέρη ανά εκατομμύριο. Η νέα μελέτη όμως υποδηλώνει την ύπαρξη ενός βαθύτατου υδάτινου αποθέματος — πιθανώς ισοδύναμου με 0,08 έως και 1 φορά τον όγκο όλων των σύγχρονων ωκεανών. Με τις τεκτονικές διεργασίες που ανακυκλοφορούν το υλικό του μανδύα, μεγάλο μέρος αυτού του νερού μπορεί να έχει ανέβει στην επιφάνεια μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ ένα ποσοστό του παραμένει ακόμα παγιδευμένο στα βάθη της Γης.
Όπως δήλωσε ο γεωλόγος Μάικλ Γουόλτερ από το Carnegie Science, τα νέα δεδομένα αποτελούν «κομβικό κομμάτι ενός σύνθετου παζλ», προσφέροντας κρίσιμες πληροφορίες για τον αρχέγονο κύκλο του νερού στη Γη — μια διαδικασία που καθόρισε την κατοικησιμότητα του πλανήτη μας.
