GEOLOGIJA

S.Đurić

Prvobitna tečnost

Zemlja pravi sopstvenu vodu?

Naša planeta je možda baš plava - i spolja i iznutra. Moguće je da su velike Zemljine zalihe vode nastale hemijskim reakcijama unutar omotača i da nisu stigle iz vasione prilikom sudara sa kometama punim leda.

Pretpostavljena novonastala voda može da bude pod takvim pritiskom da može da pokrene zemljotrese više stotina kilometara ispod površine Zemlje - potrese čije poreklo je do sada ostajalo nerazjašnjeno. To je zaključak do kog se došlo na osnovu kompjuterske simulacije hemijskih reakcija između tečnog vodonika i kvarca, najčešćeg oblika silikata u gornjem delu Zemljinog omotača. „Ovo je jedan od načina kako voda može da nastane na Zemlji“, naveo je član istraživačkog tima John Tse, sa univerziteta Saskatchewan u Kanadi. „Pokazalo se da je moguće da voda nastaje u Zemljinom prirodnom okruženju umesto što je smatramo nečim vanzemaljskog porekla.“
Ova jednostavna hemijska reakcija događa se na oko 1400° C, pod pritiskom koji je 20.000 puta veći od atmosferskog, kada siliciujum-dioksid reaguje s tečnim vodonikom, pri čemu nastaju voda i silicijum-hidrid.
Najnoviji eksperiment simulira ovu reakciju pri različitim temperaturama i pritiscima tipičnim za Zemljin omotač, na dubini 40-400 km. On podržava prethodne nalaze japanskih istraživača koji su isti eksperiment izveli i o takvoj reakciji izvestili naučnu javnost 2014.

Mogućnost izazivanja zemljotresa

„Setovali smo kompjutersku simulaciju veoma blizu uslovima njihovog eksperimenta i simulirali grafičku krivulju hemijske reakcije“, kaže Tse. “Na naše iznenađenje, pokazalo se da se voda formira unutar kvarca i potom ostaje zarobljena, zbog čega pritisak počinje da raste.
„Vodonična tečnost prodire kroz sloj kvarca, ali završava tako što formira vodu ne na površini već unutar mineralne mase. Analizirali smo gustinu i strukturu zarobljene vode i utvrdili da je pod veoma velikim pritiskom.“
Prema zaključcima ovog eksperimenta taj pritisak bi mogao da dostiže čak 200.000 atmosfera. „Uočili smo da je voda pod toliko visokim pritiskom da bi moglo da prouzokuje zemljotrese“, kaže Tse.
Potresi bi mogli da budu pokrenuti u trenutku kada voda konačno uspeva da pobegne iz kristala. „Dalja istraživanja su, međutim, neophodna da bi se kvantifikovala količina vode potrebna za pokretanje dubinskih zemljotresa“, ističe Tse.

Voda iznutra

I drugi istraživači su potvrdili da je moguće da voda izaziva dubinske zemljotrese. „Ti rezultati nam pružaju značajan uvid u reakcije između kvarca i vodonika pod visokim pritiskom“, kaže John Ludden, izvršni direktor vodećeg svetskog centra za geološka istraživanja BGS (British Geological Survey). „Stvaranje i oslobađanje vode, izložene izuzetno visokom pritisku, moglo bi da bude značajan okidač u dubinama litosfere za nastajanje ultra dubokih zemljotresa, ponekad lociranih daleko ispod Zemljine kore i u tvrđim delovima kontinentalnih ploča“.
Ovi nalazi bi mogli da ukažu i na to kako je naša planeta dobila svoju prvu vodu. Istraživanja rađena tokom poslednjih nekoliko godina otkrila su postojanje nekoliko podzemnih rezervoara vode, veličine okeana, zarobljenih u steni čak 1000 km ispod površine planete. Ovo dovodi u pitanje dosadašnju pretpostavku da je voda, posle formiranja Zemlje, dospela iz kosmosa. Na primer, nedavno objavljeni rezultati istraživanja izotopa sa meteorita i Zemljinog omotača upućuju da je malo verovatno da je voda stigla s ledenim kometama posle formiranja Zemlje, kao što se dugo pretpostavljalo.
Umesto toga, sva ova istraživanja, čini se, sugerišu da je većina vode na našoj planeti možda došla iznutra - iako niko ne zna tačno na koliku količinu se to odnosi.

Planeta “mokra” do jezgra

„U meri u kojoj je moguće utvrditi stalni priliv vodonika, može se razmišljati o tome da bi voda nastala u takvom hemijskom procesu mogla da bude značajan činilac prvobitne vode u vreme nastanka Zemlje“, kaže Tse. “Voda nastala u Zemljinom omotaču može da stigne do površine na različite načine; na primer, nošena magmom za vreme vulkanske aktivnosti“. Moguće je da veoma duboko dole unutar Zemlje, voda i dalje nastaje na taj način, a isto bi moglo da se odnosi i na druge planete.
Rezultati najnovijih simulacija dosta iznenađuju „jer, umesto da se vezuje sa strukturom kristala kvarca, on prodire u tu strukturu vezujući se s kiseonikom i stvarajući bogate zalihe vode ispod površine Zemlje“, kaže Lydia Hallis sa univerziteta u Glazgovu. „Ovo istraživanje pokazuje kako minerali koji čine Zemljin omotač mogu svojim jedinjenjima stvoriti ogromne količine vode i da je Zemlja verovatno na izvestan način „mokra“ sve do svog jezgra.“
Međutim, uprkos mogućnostima takvog procesa za nastanak najvećeg dela Zemljine vode, Ludden smatra da se možda radi o manjem udelu i lokalizovanim pojavama u poređenju s vodom dospelom sa vodom u kometama, meteoritima i asteroidima. „Razumno je pretpostaviti da je veliki deo vode stigao na taj način“, kaže on.

S.Đurić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"