Fyrir fáeinum dögum birti vefritið Science Alert fregn um rannsókn, sem raunar var gerð árið 2022, en hefur ekki farið hátt fyrr en nú.

Hér er frásögn Science Alert.

Rannsakaður var örlítill demantur sem fundist hafði í demantanámu í ríkinu Bótsvana í suðurhluta Afríku. Hér er sagt frá þeirri rannsókn í vefritinu Nature.com. Í ljós kom að demanturinn hafði myndast á 660 kílómetra dýpi einhvern tíma endur fyrir löngu en síðan borist upp á yfirborðið í eldgosum.

Þversnið af iðrum Jarðar.Teikning af Vísindavef HÍ.

Jarðskorpan á yfirborði Jarðar nær niður á um það bil 100 kílómetra dýpi en þar tekur við möttullinn. Hann skiptist í fáein lög eða hvolf og eru misþétt og mishörð. Á um það bil 660 kílómetra dýpi eru skil milli deighvolfsins svokallaða, þar sem berg er seigfljótandi, og neðri möttuls sem er mun stinnari.

Þar hafði litli demanturinn í Bótsvana sem sé myndast einhvern tíma í árdaga og síðan borist upp á við með þungum straumum hins seigfljótandi bergs í deighvolfinu og loks þeyst upp á yfirborðið eða komist mjög nærri því í eldgosi fyrir 80-90 milljónum ára.

Það er að segja þegar risaeðlurnar voru enn í fullu fjöri á Jörðinni.

Löngu dauð eldfjöll

Eldfjöllin í Bótsvana eru nú löngu útdauð og hafa veðrast mikið og eftir standa aflíðandi hæðir þar sem víða má finna rásir þar sem leynast demantar stórir og smáir.

Sagan um ferðalag demantsins úr djúpinu og upp á yfirborðið væri í sjálfu sér nógu dramatísk. En það sem veldur því að þessi litli demantur úr iðrum Bótsvana er nú kominn í fréttir er að vísindamenn hafa nú komist að því að sá hluti möttulskilanna, þar sem demanturinn varð til, virðist hafa verið alveg vatnsósa.

Hvorku kann ég að skilja né skýra þær aðferðir sem jarðvísindamennirnir beita til að komast að öllu því sem þeir vita nú um þennan demant. Þó er ljóst að þær aðferðir snúast um að mæla efnin í og á demantinum niður í smæstu einingar og þannig má lesa úr niðurstöðunum undir hve miklum þrýstingi efnin urðu til.

Þannig vita vísindamennirnir að demanturinn er kominn alla leið af 660 kílómetra dýpi.

Dularfull efni

Allt í lagi með það. Nú vita allir að demantar eru nærri 100 prósent kolefni. En á demöntum — og þar á meðal þessum litla demanti frá Bótsvana — eru stundum örfínar rispur og mishæðir og þar geta sest önnur efni. Og þegar vísindamennirnir fóru að rýna sem ákafast með tækjum sínum í þær örlitlu agnir af ýmsum steinefnum sem fundust á demantinum, þá kom sem sé í ljós að demanturinn hafði myndast við mjög vatnsríkar aðstæður ef svo má að orði komast.

Þar fannst til dæmis steinefnið ringwoodít (Mg₂SiO₄) og annað sem heitir ferropericlase og svo vill til að vísindamenn vita að þessi efni myndast aðeins þar sem vatn er mjög nærri.

Út úr niðurstöðum sínum gátu þeir sem sé lesið að á 660 kílómetra dýpi, þar sem demanturinn varð til, þar var allur möttullinn vatnsósa, svo frjálslega sé að orði komist.

Til samanburðar má geta þess að ef farið er 660 kílómetra í beinni loftlínu frá Reykjavík er maður kominn nærri alla leið til Færeyja.

Djúpvatnsrásin

Nú vissu vísindamenn fyrir að vatn leynist niðri í möttlinum þótt þar sé bæði gríðarlega heitt og þrýstingur mikill. Vitað var að til dæmis þar sem jarðskorpuflekar rekast á og annar þeirra malast í rauninni undir hinn og endar oní möttlinum, þar hverfur mikið vatn af yfirborðinu.

Reiknað hefur verið út að allt vatn af yfirborði Jarðar — höfin, ár og vötn, vatn í andrúmsloftinu og grunnvatn — myndi hverfa niður í iður möttulsins á einum milljarði ára ef vatnið á yfirborðinu endurnýjaðist ekkert.

Demanturinn frá Bótsvana.

En það gerist sem betur fer bæði með eldgosum og „uppstreymi“ við flekaskil þar sem nýtt efni kemur jafnharðan í stað þess sem malast niður í möttulinn.

Þessi hringrás hefur verið mönnum kunn um alllanga hríð. Hún kallast á ensku Deep Water Circle eða djúpvatnsrásin en lengi vel vissu menn ekki hve mikið vatn væri niðri í möttlinum. Nú hefur vitneskjan um að vatn sé allt niður á 660 kílómetra dýpi auðveldað útreikninga á því.

Engir hellar fullir af vatni

Þeir útreikningar eru vissulega ekki mjög nákvæmir ennþá og útkoman gæti enn breyst. En vísindamenn eru þó komnir nær svari við þeirri spurningu. Nú treysta sumir sér nefnilega til að fullyrða að vatnið í möttlinum kunni að vera sem svarar 4 milljarðar rúmkílómetra ef unnt væri að safna því saman í einn poll.

Það þýðir þá þrisvar sinnum meira vatn en allt vatn á yfirborðinu.

Það er altént ljóst að vatn mun ekki skorta á Jörðinni á næstunni.

Þarflaust er vonandi að taka fram að öll þessi ókjör af vatni eru ekki samansöfnuð í stóra neðanjarðarhella eða sprænur oní möttlinum. Þrýstingurinn og hitinn þar niðri valda því að það er áreiðanlega allt í efnasambandi við þá seigfljótandi kviku sem þar silast um.

En magnið skortir sannarlega ekki.