Skjult hav i jordas indre

Enorme mengder vann kan gjemme seg under jordskorpa. Men ikke helt i den formen vi kjenner.

Publisert
Forskerne bruker en såkalt diamant-ambolt til å gjenskape forholdene flere hundre kilometer nede i mantelen. På den måten undersøkte de hvordan vann kan få mineralet ringwooditt til å smelte. (Foto: (Steve Jacobsen / Northwestern University))
Forskerne bruker en såkalt diamant-ambolt til å gjenskape forholdene flere hundre kilometer nede i mantelen. På den måten undersøkte de hvordan vann kan få mineralet ringwooditt til å smelte. (Foto: (Steve Jacobsen / Northwestern University))

To tredeler av jordoverflata er dekt av vann. Men hav, elver, is og regn er nok langt fra den fulle såga om klodens H2O.

Forskerne har lenge mistenkt at det må finnes mye vann også inne i jorda. De har bare ikke vært så sikre på hvor det er og hvor mye er det snakk om.

Nå tror amerikanske forsker imidlertid at de har funnet i hvert fall en del av klodens skjulte vann. Det befinner seg mellom 500 og 700 kilometer under Nord-Amerika. 

Fant mineral inne i en diamant

Det første hintet kom i mars i år, står det i en pressemelding fra Northwestern University.

Forskere hadde funnet en bit av mineralet ringwooditt på innsida av en diamant. Den hadde steget opp fra under 600 kilometers dyp, og blitt spyttet ut av en vulkan i Brazil.

Rundt dette dypet, i sonen mellom den øvre og nedre mantelen, antar man at det finnes mye av dette mineralet. Og nå hadde altså den første intakte biten fra dypet materialisert seg på overflata.

Undersøkelser viste at ringwooditten inneholdt forbløffende mye vann – ikke som væske eller damp, men bundet fast inne i mineralet. Dette kunne bety at all ringwooditten nede i dypet kanskje holder på mye vann. Kanskje et helt hav!

Og nå har altså forsker Brandon Schmandt fra University of New Mexico og kollegaene hans sett nærmere på saken.

Lommer av flytende magma

Forskerne har gått løs på spørsmålet fra flere sider.

For det første har de gjenskapt det enorme trykket og den høye temperaturen i mantelen i laboratoriet, og undersøkt hvordan laboratorieskapt ringwooditt oppfører seg under slike forhold.

For det andre har de brukt registreringer av sjokkbølger etter jordskjelv til å finne ut mer om hva som faktisk foregår nede i mantelen.

Mantelen er den delen av jorda som ligger mellom kjernen og jordskorpa. (Foto: NASA/JPL-Université Paris Diderot - Institut de Physique du Globe de Paris)
Mantelen er den delen av jorda som ligger mellom kjernen og jordskorpa. (Foto: NASA/JPL-Université Paris Diderot - Institut de Physique du Globe de Paris)

Og både eksperimentene og målingene antyder noe interessant:

Det finnes lommer av flytende magma i dypet. Og det betyr igjen at det kan være vann på ferde.

Tegn til smelting

Selv om stoffene i denne delen av mantelen er svært varme, er de i utgangspunktet relativt faste. Men er det mye vann til stede, kan saken være annerledes. Vann kan nemlig få de varme stoffene til å smelte.

Derfor har teamet altså vært på utkikk etter tegn til smelting i dypet. Det er her jordskjelvene kommer inn.

Sjokkbølgene fra skjelvene fortsetter nemlig nedover igjennom jordkloden. Men hastigheten på bølgene varierer etter hva slags materialer de går igjennom og om stoffene er faste eller flytende.

Når forskerne registrerer bølgene som har gått igjennom jorda, kan de hente ut informasjon om hva som finnes der inne.

Og i dette tilfellet fant Schmandt og co nettopp tegn til lommer av flytende magma på 500 til 700 kilometers dyp, under store deler av Nord-Amerika.

Nå mener de at det kan finnes enorme mengder vann inni mineralene der nede – kanskje nok til å fylle et hav.

Det er ikke umulig at det kan finnes tre ganger så mye vann inni jorda som på overflata, spekulerer de.

Referanse:

B. Schmandt, S. D. Jacobsen, T. W. Becker, Z. Liu, K. G. Dueker, Dehydration melting at the top of the lower mantle, Science, 13. juni 2014, vol. 344, nr. 6189, s. 1265-1268.