Það rís úr djúpinu 1: Gríðarlegt vatnsmagn leynist á 660 kílómetra dýpi, og demantar

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.