Origem dos oceanos da Terra - "A partir de Tectônica de Placas ou geladas cometas?"

A relação entre a placa tectônica e da superfície da água na Terra é um dos grandes mistérios em geociências. Mas um novo estudo apoia crescente desconfiança dos investigadores que convecção do manto de alguma forma, regula a quantidade de água nos oceanos. Também amplia consideravelmente a linha do tempo para o ciclo da água na Terra.

"Se toda a água da Terra está na superfície, que nos dá uma interpretação do ciclo da água, onde podemos pensar em ciclagem de água dos oceanos para a atmosfera e nas águas subterrâneas ao longo de milhões de anos", Wendy Panero, professor associado de ciências da terra no estado de Ohio. "Mas se a circulação manto também faz parte do ciclo da água, o tempo total do ciclo da água do nosso planeta tem que ser de bilhões de anos."

O novo estudo ajuda a responder a uma pergunta de longa data que se mudou recentemente para a vanguarda da ciência da terra: Será que o nosso planeta a sua própria água através de processos geológicos, ou que a água venha a nós via cometas gelados dos confins do sistema solar?

A resposta é provavelmente "ambos", de acordo com pesquisadores da Universidade do Estado de Ohio - e a mesma quantidade de água que atualmente preenche o Oceano Pacífico poderia ser enterrado dentro do planeta no momento.

No American Geophysical Union reunião (AGU) em quarta-feira 17 dezembro, eles relatam a descoberta de uma via geoquímica previamente desconhecido pelo qual a Terra pode sequestrar água em seu interior há bilhões de anos e ainda liberar pequenas quantidades para a superfície através de placa tectônica, alimentando nossos oceanos a partir de dentro.

Na tentativa de compreender a formação da Terra primitiva, alguns pesquisadores têm sugerido que o planeta estava seca e inóspita para a vida até cometas gelados atiraram a terra e água depositada na superfície.

Wendy Panero, professor associado de ciências da terra no estado de Ohio, e doutorando Jeff Pigott estão buscando uma hipótese diferente: que a Terra foi formada com oceanos inteiros de água em seu interior, e tem sido continuamente o fornecimento de água para a superfície através de placas tectônicas desde então .

Os pesquisadores já aceitou que o manto contém um pouco de água, mas a quantidade de água é um mistério. E, se algum mecanismo geológico tem vindo a fornecer água para a superfície de todo esse tempo, não seria o manto tem de falta de água até agora?

Porque não há nenhuma maneira de estudar diretamente profundas rochas mantélicas, Panero e Pigott estão investigando a questão com experimentos de física de alta pressão e cálculos de computador.

"Quando olhamos para as origens da água na Terra, o que estamos realmente fazendo é, por que somos tão diferentes do que todos os outros planetas?", Disse Panero. "Neste sistema solar, a Terra é único porque temos água líquida na superfície. Também é o único planeta com placas tectônicas ativas. Talvez essa água no manto é fundamental para as placas tectônicas, e isso é parte do que torna a Terra habitável ".

Central para o estudo é a idéia de que as rochas que aparecem seco para o olho humano pode realmente conter água na forma de átomos de hidrogênio presas dentro vazios naturais e defeitos de cristal. O oxigênio é abundante em minerais, por isso, quando um mineral contém algum hidrogênio, certas reações químicas pode liberar o hidrogênio de se relacionar com o oxigênio e fazer a água.

Átomos dispersos de hidrogênio poderia tornar-se apenas uma pequena fração do manto rock, explicaram os pesquisadores. Tendo em conta que o manto é mais do que 80 por cento do volume total do planeta, no entanto, esses átomos dispersos se somam a uma grande quantidade de água em potencial.

Em um laboratório no estado de Ohio, os pesquisadores comprimir diferentes minerais que são comuns ao manto e submetê-las a altas pressões e temperaturas usando um diamante bigorna célula-um dispositivo que aperta uma pequena amostra do material entre dois diamantes eo aquece com um laser -para simular as condições no interior da Terra. Eles examinam como os minerais "estruturas cristalinas mudam à medida que são comprimidos, e usar essa informação para avaliar as capacidades relativas minerais 'para armazenar o hidrogênio. Em seguida, eles estendem os seus resultados experimentais utilizando cálculos de computador para descobrir os processos geoquímicos que permitam estes minerais a subir através do manto para a superfície-a condição necessária para a água para escapar para os oceanos.

Este diagrama placas tectônicas do Byrd Polar e Centro de Pesquisa Climática mostra como a circulação manto oferece novo rock à crosta via cristas médio-oceânicas. Uma nova pesquisa sugere que a circulação do manto também fornece água para os oceanos.
Em um artigo agora submetido a uma revista acadêmica peer-reviewed, relataram seus testes recentes do bridgmanite mineral, uma forma de alta pressão da olivina. Enquanto bridgmanite é o mineral mais abundante no manto inferior, eles descobriram que ele contém muito pouca hidrogénio a desempenhar um papel importante no abastecimento de água da Terra.

Outro grupo de pesquisa descobriu recentemente que ringwoodite, outra forma de olivina, contém hidrogênio suficiente para torná-lo um bom candidato para o armazenamento da água da terra de profundidade. Então Panero e Pigott focado seu estudo sobre a profundidade onde ringwoodite é encontrado, um lugar 325-500 quilômetros abaixo da superfície que os pesquisadores chamam de "zona de transição" -como a região mais provável que pode conter o valor de um planeta de água. A partir daí, o mesmo de convecção do manto de rocha que produz placas tectônicas poderia levar a água para a superfície.

Um problema: Se toda a água ringwoodite é continuamente drenado para a superfície através de placas tectônicas, como poderia o planeta segurar qualquer na reserva?

Para a pesquisa apresentada na AGU, Panero e Pigott realizados novos cálculos de computador da geoquímica na porção mais baixa do manto, cerca de 500 quilômetros de profundidade e muito mais. Lá, outro mineral, granada, surgiu como um provável água-porta-um intermediário que poderia entregar um pouco da água de ringwoodite para dentro do manto inferior caso contrário secar.

Se este cenário é preciso, a Terra pode ser titular hoje metade tanta água em suas profundezas como está atualmente fluindo nos oceanos na superfície, disse-an Panero quantia que seria aproximadamente igual ao volume do Oceano Pacífico. Esta água é continuamente repetido através da zona de transição, como resultado de placas tectônicas.

"Uma maneira de olhar para esta pesquisa é que nós estamos colocando restrições sobre a quantidade de água que poderia ser lá em baixo", acrescentou Pigott.

O Galaxy diário via Pam Geada Gorder / Universidade Estadual de Ohio

Crédito da imagem: wallpaperweb.org -Lava_Flow_from_Kilauea_Volcano_Hawaii.jpg