Çin Elmlər Akademiyası tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriKiçik bir təcrübə nümunəsində suyun zondlanması. Müəllif: Professor Du Zhixue komandası

Təxminən 4,6 milyard il əvvəl Yer kürəsi bu gün bildiyimiz solğun mavi planetə bənzəmirdi. Tez-tez və şiddətli səma toqquşmaları onun səthini və daxili hissəsini qaynar maqma okeanına çevirdi – maye suyun mövcud ola bilməyəcəyi qədər ekstremal bir mühit və bütün planeti cəhənnəmə bənzətdi.

Yer səthinin 70%-i hazırda okeanlarla örtüldüyündən, suyun erkən ərimiş vəziyyətdən əsasən bərk hala necə çatdığı və planetimizdə necə qorunub saxlanıldığı sirri uzun müddətdir elmi tədqiqat mövzusu olmuşdur.

Suyun erkən Yer kürəsində necə yaşaya biləcəyi

Bu yaxınlarda Çin Elmlər Akademiyasının Quançjou Geokimya İnstitutundan (GIGCAS) professor Du Çjisuenin rəhbərlik etdiyi bir qrup tədqiqatçı, ərimiş vəziyyətdən kristallaşarkən mantiyanın dərinliklərində əhəmiyyətli miqdarda suyun səmərəli şəkildə “gizlənə” biləcəyini aşkar etdi.

Tədqiqatçıların ” Science” jurnalında dərc olunmuş tapıntıları Yer kürəsinin dərinliklərində suyun saxlanması və paylanması haqqında anlayışımızı yenidən formalaşdırır. Xüsusilə, onların araşdırması göstərdi ki, Yer mantiyasında ən çox rast gəlinən mineral olan bridgmanit mikroskopik “su qabı” kimi fəaliyyət göstərir və bu da erkən Yer kürəsinin planet bərkidikcə mantiyada xeyli miqdarda su saxlamasına imkan yaradır.

Komanda iddia edir ki, erkən yaşda saxlanılan bu su, Yer kürəsini odlu cəhənnəmdən yaşayış üçün yararlı bir dünyaya çevirməkdə çox vacib rol oynamış ola bilər.Dərin suyun erkən Yer kürəsindən günümüzə qədər təkamülü. Müəllif: Professor Du Zhixue komandası

Eksperimental nailiyyətlər və yeni texnikalar

Nisbətən aşağı temperaturlu eksperimental şəraitə əsaslanan əvvəlki tədqiqatlar, bridgmanit-in su saxlama qabiliyyətinin məhdud olduğunu irəli sürmüşdü. Tədqiqatçılar bu hipotezi sınaqdan keçirmək istəsələr də, iki əsas çətinliklə üzləşmişdilər. Birincisi, onlar laboratoriyada 660 kilometrdən çox dərinlikdə aşkar edilən ekstremal şəraiti simulyasiya etməli idilər. İkincisi, onlar bridgmanit nümunələrində – bəziləri insan saçının onda birindən kiçik – milyonda bir neçə yüz hissəyə qədər aşağı konsentrasiyalarda su siqnallarını dəqiq aşkar etməli idilər.

Onlar lazer isitmə və yüksək temperaturlu görüntüləmə ilə təchiz olunmuş almaz zindan hüceyrəli eksperimental qurğu quraraq bu maneələri dəf etdilər . Bu öz-özünə hazırlanmış, ultra yüksək təzyiqli simulyasiya cihazı eksperimental temperaturları kəskin şəkildə – ~4100°C-yə qədər qaldırdı. Bu sistem dərin mantiya şəraitini uğurla yenidən yaratdı və tarazlıq temperaturlarının dəqiq ölçülməsinə imkan verdi, suyun minerallar tərəfindən necə mənimsənilməsində temperaturun rolunu anlamaq üçün təməl qoydu.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar GIGCAS-ın qabaqcıl analitik platformalarından istifadə edərək kriogen üçölçülü elektron difraksiyası və NanoSIMS kimi üsulları tətbiq etdilər. Çin Geologiya Elmləri Akademiyasının Geologiya İnstitutundan professor Long Tao ilə əməkdaşlıq çərçivəsində onlar həmçinin atom zond tomoqrafiyasını (APT) inteqrasiya etdilər.

Birlikdə, bu alətlər mikro-nanometr miqyasında suyun təhlili üçün innovativ metodların hazırlanmasına imkan yaratdı və mikroskopik dünyanı ultra yüksək qətnaməli kimyəvi KT skanerləri və kütlə spektrometrləri ilə effektiv şəkildə təchiz etdi. Bu texnologiya komandaya kiçik nümunələrdə suyun paylanmasını aydın şəkildə görüntüləməyə və suyun bridgmanitdə struktur olaraq həll olunduğunu təsdiqləməyə imkan verdi.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Yer kürəsinin su anbarları üçün təsirləri

Komandanın məlumatları göstərir ki, bridcmanit-in “su tutma” qabiliyyəti ( suyun bölünmə əmsalı ilə ölçülür ) temperaturun artması ilə əhəmiyyətli dərəcədə artır. Bu o deməkdir ki, Yer kürəsinin ən isti “maqma okeanı” fazasında kristallaşan bridcmanit əvvəllər düşünüləndən daha çox su saxlaya bilərdi və bu da dərin alt mantiyanın demək olar ki, quru olduğuna dair uzun müddətdir mövcud olan fikri alt-üst edirdi.

Bu kəşfə əsaslanaraq, komanda maqma okeanının kristallaşmasını modelləşdirdi. Simulyasiyalar göstərir ki, erkən yüksək temperaturlarda bridgmanitlərin güclü su tutma qabiliyyəti sayəsində maqma okeanı bərkidikdən sonra aşağı mantiya bərk mantiyada ən böyük su anbarına çevrildi. Model göstərir ki, onun saxlama tutumu əvvəlki təxminlərdən beş-100 dəfə çox ola bilər. Erkən bərk mantiyada saxlanılan suyun ümumi miqdarı hətta bütün müasir okeanların həcmindən 0,08 ilə bir dəfə arasında ola bilər.

Yer kürəsinin təkamülündə dərin suyun rolu

Dərin basdırılmış bu su statik ehtiyat deyildi. Əksinə, o, Yer kürəsinin nəhəng geoloji mühərriki üçün ” sürtkü ” rolunu oynadı: mantiya süxurlarının ərimə nöqtəsini və özlülüyünü aşağı saldı, daxili sirkulyasiyanı və lövhələrin hərəkətini təşviq etdi və planetə davamlı təkamül canlılığı təmin etdi. Zamanla bu ifraz olunmuş su maqmatik aktivlik vasitəsilə tədricən səthə “pompalandı” və Yer kürəsinin ilkin atmosferinin və okeanlarının əmələ gəlməsinə töhfə verdi.

Tədqiqatçılar qeyd ediblər ki, Yer kürəsinin erkən quruluşunda yerləşmiş “su qığılcımı”, ehtimal ki, planetimizi maqmatik cəhənnəmdən bu gün bildiyimiz mavi, həyat dostu dünyaya çevirən həlledici qüvvə rolunu oynayıb.

Daha çox məlumat: Wenhua Lu və digərləri, Yer kürəsinin dərin mantiyasının əvvəlində əhəmiyyətli miqdarda su saxlanılıb, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adx5883 . www.science.org/doi/10.1126/science.adx5883

Jurnal məlumatları: Elm 

Çin Elmlər Akademiyası tərəfindən təmin edilib