Ρινγκουδίτης: Το Σφουγγάρι της Γης
Ρινγκουδίτης: Το Σφουγγάρι της Γης
Από Δημήτρη Κ. Κωνσταντινίδη,
Διδάκτορα Οικονομικής Γεωλογίας
Εισαγωγή
Εδώ και λίγα χρόνια προσπαθούμε να μάθουμε την αλήθεια για την κλιματική αλλαγή. Τα δύο μεγάλα στρατόπεδα – που θυμίζουν Ρωσία και Ουκρανία - μας βομβαρδίζουν με ανακοινώσεις για τη μια και ακλόνητη αλήθεια!! Για την ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή το ένα στρατόπεδο, για τη κυκλική επανάληψη των φαινομένων (υπερ)θέρμανσης και κατάψυξης της Μάνας Φύσης το άλλο. Όλα αυτά τη στιγμή που η απρόβλεπτη Γη μας εκπλήσσει καθημερινά. Ένα απλό παράδειγμα αποτελεί το αντικείμενο του σημερινού άρθρου, το ορυκτό ρινγκουδίτης (ringwoodite), που μπορούμε να το αποκαλέσουμε και ως το Σφουγγάρι της Γης.
Κρυμμένος ωκεανός;
Όλα ξεκίνησαν όταν μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, με επικεφαλής τον Graham
Pearson, Καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της
Αλμπέρτα, ανακάλυψε το πρώτο δείγμα του ορυκτού που ονομάζεται ρινγκουδίτης . Το
δείγμα βρέθηκε μέσα σε ένα καφέ διαμάντι - τον λιγότερο πολύτιμο τύπο
διαμαντιού - πλάτους τριών χιλιοστών (Εικ. 1). Το δείγμα προήλθε από ηφαίστειο
της Βραζιλίας.
Εικ. 1: Δείγμα καφέ διαμαντιού μέσα στο οποίο εντοπίσθηκε ο ρινγκουδίτης. Εικόνα από τον Richard
Siemens/University of Alberta.
Η ανάλυση του ορυκτού αποκάλυψε μέσα του μια σημαντική
ποσότητα νερού ίση με 1,5% του βάρους του[i]. Αυτό
βοήθησε τον G. Pearson και την ομάδα του να επιβεβαιώσουν την επιστημονική
θεωρία για τεράστιες ποσότητες νερού που είναι παγιδευμένες στα 410 έως 660
χιλιόμετρα κάτω από τη επιφάνεια της Γης, μεταξύ του Ανώτερου και του Κατώτερου
Μανδύα (Εικ. 2). Αυτή η συγκεκριμένη ζώνη στη Γη, μπορεί να έχει τόσο νερό όσο
όλοι οι ωκεανοί του κόσμου μαζί!
Εικ. 2: Κρυμμένος ωκεανός στα βάθη της Γης. Πηγή [ii].
Στη συνέχεια, άλλη μελέτη Αμερικανών ερευνητών, όχι
μόνο επιβεβαίωσε τις πρωτόγνωρες αυτές ιδέες, αλλά εντόπισε και τις περιοχές
που βρίσκονται αυτά τα αποθέματα. Η μελέτη αυτή κατέληξε στο συμπέρασμα
ότι στα βάθη της Γης, στο στρώμα του Μανδύα που βρίσκεται ανάμεσα στον Φλοιό
και στον Πυρήνα, υπάρχουν τεράστια αποθέματα νερού, πιθανώς τριπλάσια από
τον συνολικό όγκο νερού που διαθέτουν όλοι μαζί οι ωκεανοί στην επιφάνεια
του πλανήτη μας [iii]. Με άλλα
λόγια, πρόκειται για ένα «ρεζερβουάρ» που βρίσκεται στην λεγόμενη Μεταβατική Ζώνη
ανάμεσα στον Ανώτερο και Κατώτερο Μανδύα (Εικ.3).
Εικ. 3: Απλοποιημένη αναπαράσταση της κυκλοφορίας του νερού στο βάθος της
Γης που δείχνει πώς αυτό κινείται μέσα στον Μανδύα και το Φλοιό[iv].
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή γεωφυσικής Steven Jacobsen - του Πανεπιστημίου Northwestern του Ιλινόις - εκτιμούν ότι το νερό βρίσκεται «κλειδωμένο», δηλαδή μοριακά παγιδευμένο, μέσα σε γαλάζια ορυκτά, τους ρινγκουδίτες.
Ο ρινγκουδίτης είναι ένα σχετικά σπάνιο ορυκτό με
κρυσταλλική δομή, που προέρχεται από τον ολιβίνη. Πρόκειται για πυριτικό
μαγνήσιο (Mg2SiO4) που σχηματίζεται σε υψηλές
θερμοκρασίες και πιέσεις στον Μανδύα της Γης (Εικ. 4).
Εικ. 4: Εικόνα κρυστάλλου ρινγκουδίτη (αριστερά) σε μεγέθυνση και η εσωτερική του δομή (δεξιά). Πηγή [v].
Ο ρινγκουδίτης και η κυκλοφορία του γήινου νερού
Οι ωκεανοί καλύπτουν το 71% της επιφάνειας της Γης. Παίζουν σημαντικό ρόλο
στην κυκλοφορία του νερού μέσω της ατμόσφαιρας (Εικ. 5).
Εικ. 5: Διαδραστικό
διάγραμμα του υδρολογικού κύκλου. Πηγή [vi].
Αυτό όμως που δεν γνωρίζαμε μέχρι το 2014 είναι ότι υπάρχει και ένας κύκλος
του νερού βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης, παγιδευμένο μέσα στο ορυκτό ρινγκουδίτης.
Το διαμάντι που μελέτησε ο Graham Pearson προερχόταν από τη μεταβατική ζώνη
του Μανδύα της Γης. Πώς λοιπόν βρέθηκε στο εργαστήριο του Graham Pearson;
Η απάντηση βρίσκεται στα λόγια του Jacobsen
«Οι γεωλογικές διεργασίες στην επιφάνεια της Γης, όπως οι σεισμοί ή οι εκρήξεις
ηφαιστείων, αποτελούν έκφραση των όσων συμβαίνουν στο εσωτερικό της Γης, μακριά
από τα μάτια μας. Νομίζω ότι επιτέλους βλέπουμε ενδείξεις για έναν κύκλο νερού
σε ολόκληρη τη Γη, ο οποίος μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση της τεράστιας
ποσότητας νερού στην επιφάνεια του κατοικήσιμου πλανήτη μας. Οι επιστήμονες
αναζητούσαν αυτό το κρυμμένο βαθύ νερό εδώ και δεκαετίες».
Γεωτεκτονικές πλάκες, ρινγκουδίτης και προέλευση του γήινου νερού
Η θεωρία της γεωτεκτονικών
πλακών μας εξηγεί ότι η λιθόσφαιρα αποτελείται σήμερα από δώδεκα τεράστιες
πλάκες που κινούνται «επιπλέοντας» πάνω στον Μανδύα της Γης. Στα μέτωπα των
πλακών εκδηλώνεται τo 80% της ηφαιστειακής και σεισμικής δραστηριότητας του πλανήτη
(Εικ. 6). Επίσης, στα όρια των πλακών ξεκινούν και όλες οι
διαδικασίες μεταφοράς ενέργειας, νερού, πετρωμάτων, κοκ.
Εικ. 6: Χάρτης της Γης όπου απεικονίζονται τα όρια των τεκτονικών
πλακών (γαλάζιες γραμμές), η κατανομή των πρόσφατων σεισμών (κίτρινα σημεία)
και των ενεργών ηφαιστείων (κόκκινα σημεία).Πηγή [vii].
Οι δύσκαμπτες λιθοσφαιρικές πλάκες κινούνται λόγω
της μεταφοράς υλικού στην ασθενόσφαιρα, που αποτελείται από πλαστικό ύλη. Ο ψυχρότερος και πυκνότερος μανδύας κατεβαίνει στις περιοχές υποβύθισης,
ενώ τα θερμότερα τμήματα του ανεβαίνουν στις περιοχές κάτω από τις μεσωκεάνιες
ράχες (Εικ. 3 και 7). Αυτά τα κυκλικά ρεύματα μεταφοράς υποχρεώνουν τις
λιθοσφαιρικές πλάκες να κινούνται, ενώ οι ηφαιστειακές εκρήξεις προκαλούνται,
καθώς τα λιωμένα πετρώματα - σε μορφή μάγματος - ανεβαίνουν από τα βαθύτερα
σημεία προς την επιφάνεια της Γης.
Εικ. 7: Τα ρεύματα
μεταφοράς εντός του Μανδύα. Πηγή: όπως και στην
Εικ. 6
Στα ίδια πλαίσια, οι ειδικοί επιστήμονες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι ο
ολιβίνης που μετατράπηκε σε ρινγκουδίτη μέσα στο βραζιλιάνικο διαμάντι προήλθε
από μία τέτοια γεωτεκτονική πλάκα. Η πλάκα βρισκόταν στον πυθμένα του ωκεανού. Μαζί
της παρέσυρε τον ολιβίνη βαθιά κάτω από την επιφάνεια. Στη Μεταβατική Ζώνη
(Εικ. 3), ο ολιβίνης θερμάνθηκε και συμπιέστηκε σε ρινγκουδίτη. Τελικά, ένα
ηφαίστειο έφερε το διαμάντι με τον ρινγκουδίτη στην επιφάνεια!
Ο ρινγκουδίτης μπορεί να απορροφήσει νερό. Αλλά δεν μπορεί να απορροφήσει
νερό σε υγρή, στερεή ή αέρια μορφή! Οι υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις δεν
μετατρέπουν απλώς τον ολιβίνη σε ρινγκουδίτη. Ταυτόχρονα προκαλούν τη διάσπαση
των μορίων του νερού. Αυτό δημιουργεί ρίζες υδροξυλίου (-ΟΗ). Οι πόροι του ρινγκουδίτη
απορροφούν τις ρίζες του υδροξυλίου. Αυτό παγιδεύει το διασπασμένο νερό μέσα
στη μοριακή δομή του ορυκτού.
Πλήρη στοιχεία για τον ρινγκουδίτη - για όσους ενδιαφέρονται - βρίσκονται
στη ιστοσελίδα της Mindat [viii].
Συμπέρασμα
Η κυκλοφορία του νερού σε μεγάλα βάθη είναι ένας σημαντικός τρόπος με τον
οποίο η Γη ανακυκλώνει το νερό της. Αναδεικνύει επίσης τον τρόπο με τον οποίο
κινούνται οι τεκτονικές πλάκες και πώς σχηματίζονται τα ηφαίστεια. Αυτές οι
διαδικασίες δείχνουν ότι το νερό, τα αέρια και τα ορυκτά μετακινούνται συνεχώς
μεταξύ της επιφάνειας της Γης και του εσωτερικού της.
Οι άνθρωποι δεν μπορούν πραγματικά να χρησιμοποιήσουν το νερό που βρίσκεται
βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης, παρά μόνο έμμεσα. Αλλά είναι σημαντικό να
κατανοήσουμε πώς το νερό ταξιδεύει από την επιφάνεια στον μανδύα και πάλι πίσω.
Η νέα αυτή γνώση ανάγκασε την επιστημονική κοινότητα να αποδεχθεί ότι το επιφανειακό νερό που έχουμε σήμερα
προήλθε από τον μανδύα της Γης και όχι από τη μεταφορά του στη Γη από το
εξωτερικό ηλιακό μας σύστημα.
Σημαντικό ρόλο για όλα τα
παραπάνω έπαιξε το «σφουγγάρι της γης», το ορυκτό ρινγκουδίτης!
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου