Voda se može zadržati duboko u Zemlji i ondje gdje nema ni kapi tekućine. Vodik, jedan od njezinih sastavnih dijelova, može biti vezan u kristalnoj strukturi minerala. Znanstvenici su sada u laboratoriju stvorili dva oblika željezova oksihidroksida koji ga mogu zadržati pri tlaku i temperaturi kakvi vladaju blizu granice Zemljina plašta i jezgre.
Otkriće opisano u časopisu Nature Geoscience upućuje na mogućnost da se vodik zadržava i u najdubljim dijelovima plašta. Istraživači ipak nisu pronašli te minerale u Zemlji: zasad su dokazali da mogu nastati u laboratorijskim uvjetima koji oponašaju veliku dubinu.
Voda nije nužno tekućina
Kada geolozi govore o vodi pohranjenoj u stijenama, ne misle uvijek na podzemna jezera. Vodik i kisik mogu biti dio mineralne strukture, a stijene ih tijekom sporog kretanja kroz plašt mogu prenositi duboko u unutrašnjost planeta. Koliko je tako vezane vode u Zemljinoj unutrašnjosti, teško je procijeniti.
Da bi provjerili što se događa na velikim dubinama, autori rada stisnuli su vrlo malen uzorak između dijamantnih nakovnja i zagrijali ga laserom. Tako su postigli uvjete usporedive s onima u donjem dijelu plašta. U uzorku su nastale dvije guste strukture željezova oksihidroksida, a analiza je pokazala da mogu sadržavati vodik.
Strukture su vrlo guste, pa autori smatraju da bi, ako nastaju u prirodi, mogle tonuti prema granici plašta i jezgre. Ondje bi vodik mogao ostati pohranjen u mineralima umjesto da se odmah vrati prema površini. To je zasad zaključak izveden iz laboratorijskih svojstava, a ne opažanje procesa u samoj Zemlji.
Posebno je zanimljivo što se, prema rezultatima pokusa, takve strukture mogu oblikovati i kada okolni materijal nije zasićen vodom. To znači da za njihovo stvaranje možda nisu potrebni iznimno vlažni uvjeti. Pokus, međutim, ne govori koliko bi tih minerala moglo biti u stvarnom plaštu.
Trag u seizmičkim valovima?
Granica plašta i jezgre nalazi se približno 2900 kilometara ispod površine. Budući da do nje ne možemo doprijeti bušenjem, o građi tog područja najviše doznajemo iz seizmičkih valova koji prolaze kroz Zemlju. Na pojedinim se mjestima valovi gibaju znatno sporije nego u okolnim stijenama.
Autori razmatraju mogu li minerali kakve su stvorili pridonijeti nastanku tih područja usporenih valova. Njihov sastav još nije utvrđen, a postoji više mogućih objašnjenja. Podudaranje laboratorijskih mjerenja sa seizmičkim podacima zato bi bilo važan trag, ali samo po sebi ne bi dokazalo da se isti mineral nalazi duboko pod našim nogama.
Ako takvi minerali postoje na granici plašta i jezgre, mogli bi biti važni i za prijenos drugih hlapljivih tvari. Autori razmatraju mogućnost da se dio njih prenosi prema jezgri ili se povremeno vraća u plašt. Ni jedan od tih procesa nije potvrđen ovim pokusom.
Otvoreno je i pitanje kako bi vodik stigao tako duboko. Dio je mogao ostati u Zemlji još od njezina nastanka. Drugi dio mogao je potonuti sa stijenama na mjestima gdje se tektonske ploče podvlače jedna pod drugu. To su zasad mogući putovi, a ne potvrđena povijest vodika u dubokom plaštu. Pokus pokazuje da u uvjetima blizu jezgre mogu nastati strukture koje ga vežu. Koliko su rašireni u prirodi i kakvu ulogu imaju u Zemljinu kruženju vode, tek treba utvrditi.
