یک الماس نادر محیط پُر آب اعماق زمین را آشکار کرد - تور ارمنستان ارزان

در اعماق غیرقابل دسترسی زمین، فرآیندهای مرموزی مشغول آسیاب کردن و چرخاندن مواد هستند و هر از گاهی زمین سرنخ هایی از ماهیت این فرآیندها را در اختیار بشر قرار می دهد: الماس های کوچک زیرزمینی که توده هایی از مواد معدنی کمیاب را درون خود دارند و با یاری آن ها می توان اطلاعاتی درباره محیط داخلی سیاره به دست آورد.

الماسی که به تازگی در یک معدن الماس در بوتسوانا (Botswana) کشف شده است، چنین ویژگی هایی دارد. این قطعه مملو از موادی مانند رینگ وودیت (Ringwoodite)، فروپریکلاز (Ferropericlase)، انستاتیت (Enstatite) و سایر مواد معدنی است که نشان می دهد در 660 کیلومتری زیر سطح زمین تشکیل شده است.

وجود این مواد هم چنین نشان می دهد که محیطی که الماس در آن شکل گرفته است، یعنی شکاف بین گوشته بالایی و پایینی که به نام ناپیوستگی 660 کیلومتری یا منطقه انتقال (Transition Zone) شناخته می شود، سرشار از آب است.

تیمی از پژوهشگران به سرپرستی فیزیکدان معدنی تینگ تینگ گو (Tingting Gu) از مؤسسه گوهرشناسی نیویورک و دانشگاه پوردو با مقاله ای در نشریه نیچر جئوساینس (Nature Geoscience) درباره این نتایج اعلام کردند: ظاهر رینگ وودیت همراه با فازهای آب دار، محیط مرطوب را در این مرز نشان می دهد.

اگرچه بیشتر سطح زمین پوشیده از اقیانوس است اما با در نظر گرفتن فاصله هزاران کیلومتری میان سطح و هسته سیاره، اقیانو س ها مانند یک چاله کم عمق به نظر می سرند و ضخامت آن ها حتی در عمیق ترین نقطه، فقط 11 کیلومتر است.

اما پوسته زمین یک سطح ترک خورده و تکه تکه است که صفحات تکتونیکی آن جداگانه که به هم می سایند و زیر لبه های یکدیگر می لغزند. در این منطقه ها فرورانش، آب به عمق زمین نفوذ می نماید و تا گوشته پایینی هم می رسد.

با گذشت زمان و به وسیله فعالیت های آتشفشانی، این آب دوباره به سطح زمین باز می شود. این چرخه ریزش و بیرون ریختن به عنوان چرخه آب عمیق، جدا از چرخه آب فعال در سطح سیاره شناخته می شود.

آگاهی از شیوه فعالیت این چرخه و مقدار آب موجود در آن، برای درک فعالیت های زمین شناسی سیاره ما اهمیت دارد. برای مثال، وجود آب می تواند بر قابلیت انفجار یک فوران آتشفشانی تأثیر بگذارد و در فعالیت های لرزه ای نقش داشته باشد.

اما چون نمی توانیم مستقیم به اعماق زمین برویم، باید منتظر بمانیم تا شواهدی از آن دردسترس ما قرار بگیرد و الما س های شکل گرفته در شرایط گرما و فشار شدید اعماق زمین چنین نشانه هایی هستند. این سنگ های ارزشمند، نوعی قفس های کریستالی هستند که اطلاعات زیادی را درباره اعماق زمین در خود حفظ نموده اند.

گو و همکارانش با مطالعه دقیق یک نمونه الماس، 12 ادخال معدنی (ماده به دام افتاده درون کانی) و یک خوشه ادخال شیری را در آن پیدا کردند. آن ها با استفاده از طیف سنجی میکرو-رامان و پراش پرتو ایکس، این ادخال ها را برای معین ماهیت آن ها آنالیز کردند.

در میان اجزای آنالیز شده، دانشمندان مجموعه ای از رینگ وودیت (منیزیم سیلیکات) را در تماس با فروپریکلاز (منیزیم/آهن اکسید) و انستاتیت (منیزیم سیلیکات دیگری با ترکیب متفاوت) یافتند.

در فشارهای بالا در منطقه انتقال یا گذار، رینگ وودیت به فروپریکلاز و بعلاوه کانی دیگری به نام بریگمانیت تجزیه می شود. در فشارهای کمتر نزدیک به سطح اما بریگمانیت به انستاتیت تبدیل می شود. حضور این مواد در الماس یافت شده، داستان سفری طولانی را بیان می نماید و نشان می دهد که این سنگ در اعماق زمین و پیش از رسیدن به پوسته شکل گرفته است.

اما این همه یافته ها نیست. رینگ وودیت شناسایی شده، دارای ویژگی هایی بود که نشان می دهد ماهیتی آب دار (Hydrous) دارد یعنی ماده ای معدنی که در حضور آب تشکیل می شود. در همین حال، سایر مواد معدنی موجود در الماس مانند بروسیت هم آب دار هستند. این سرنخ ها نشان می دهند که محیطی که الماس در آن شکل گرفته، بسیار مرطوب بوده است.

پیش از این هم شواهدی از وجود آب در منطقه انتقال یافت شده بود، اما برای سنجش مقدار آب موجود در آن کافی نبودند. اینکه آیا فقط یک ذخیره کوچک و موضعی آب بوده است یا زیر زمین آب زیادی وجود دارد؟ بدین ترتیب پژوهش گو و همکارانش تیمش بیشتر به احتمال دوم اشاره دارد.

آنها در مقاله خود نوشتند: اگرچه تشکیل الماس های گوشته بالایی اغلب با وجود مایعات همراه است، اما الماس های فوق عمیق با مجموعه ای از مواد معدنی پایین رفته مشابه، به ندرت همراه با مواد معدنی آب دار مشاهده شده است.

این گزارش می افزاید: اگرچه بر اساس یافته های قبلی رینگ وودیت، وجود یک غنی سازی محلی H2O برای منطقه انتقال گوشته پیشنهاد شده بود، اما رینگ وودیت شناسایی شده با فازهای آب دار، نمایانگر یک محیط پریدوتیت آب دار در مرز منطقه انتقال و نشان دهنده ناحیه انتقال با مقدار آب بیشتری رو به پایین و در میان ناپیوستگی 660 کیلومتری است.

بعضی تحقیقات قبلی هم نشان داده اند که زمین بسیار بیشتر از آنچه قبلا تصور می شد آب را به درون خود می کشد و این یافته تازه در نهایت می تواند به این پرسش پاسخ دهد که این آب ها کجا می روند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از الماس در یک محیط هیدراته

Credit: SciTechDaily

منبع: Science Alert