Veekogu võib peita jalgade alla rohkem kui 250 miili (400 kilomeetrit).
Seal kohtub maakoor maakoorega. Geoteadlased olid juba ammu mõelnud, et sellest üleminekupiirkonnast (alates 255 miili ehk 410 km sügavusest) allpool oli veega täidetud mineraal nimega brusiit ebastabiilne ja nii lagunenud, saates planeedi pinna poole voolavaid veemolekule.
Kuid uued uuringud näitavad, et enne, kui brusiit - mis on 50 protsenti magneesiumoksiidi ja 50 protsenti vett - laguneb, muundub see teiseks, stabiilsemaks 3D-struktuuriks. 21. novembri ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences avaldatud üksikasjalik leid tähendab, et Maa kohal on veealune sügavus, kui seni arvati.
"seda ei oodatud täielikult," ütles uuringu kaasautor Andreas Hermann, Šotimaa Edinburghi ülikooli arvutusfüüsika lektor. "kuna inimesed on seda materjali uurinud aastakümneid ja keegi ei mõelnud kunagi uurida, kas on mõni teine etapp enne, kui see lõpuks laguneb."
Sügava Maa sondimine
Teadlased uskusid varem, et brusiit püsis stabiilsena vaid siirdetsooni, 155 miili sügavusse (250 km) kihti vahetult ülemise vahevööndi all. Osaliselt andis maavara struktuur selle vaate. Brutsiit on kihiline materjal, milles iga kihi molekulid on üksteisega tugevalt seotud, kuid teiste kihtidega nõrgalt ühendatud. Niisugune materjal, kui seda pigistatakse piisava survega, peab läbi tegema mingisuguse muutuse. Teadlased eeldasid varem, et vastusena üleminekupiirkonna rõhule, mis ulatub umbes 200 000 atmosfäärini, mureneb brutsiit. (Üks atmosfäär on ligikaudu rõhk merepinnal).
Kuna Maa sügavat maad ei olnud võimalik otseselt uurida, kasutasid Hermann ja tema kaasautor, Florida osariigi ülikooli geoloogiaprofessor Mainak Mookherjee kvantmehaanilisi arvutusi, analüüsides erinevaid võimalikke brutsiidi struktuure Maa sügavates tingimustes.
"See on suurandmete arvutus," ütles Hermann. "Loome tuhandeid struktuure, optimeerime neid kõiki ja teeme arvutused piisavalt täpsed, et kui midagi paistab stabiilsemana kui midagi muud, võime usaldusväärselt öelda, et see on nii."
Brucite on hästi uuritud ja suhteliselt lihtne mineraal. Isegi nii ütles Hermann, et uute arvutuste võtmeks oli olemasolevate eelduste ignoreerimine brutsiidi kohta. Pärast mitu kuud mitmesuguste struktuuride käitamist oma arvutiprogrammi abil leidsid teadlased varem tundmatu brusiidi faasi, mis suudaks vastu pidada alumises vahevöös leiduvale kõrgele rõhule.
Isegi selle uue brutsiidifaasi ajal ei suuda teadlased ikkagi vahetult mõõta aine kogust vahevöös või seda, kui palju vett mineraal hoiab. Hermann ja Mookherjee töötasid siiski välja brusiidi uue faasi elastsed omadused. Seda teades, ütles Hermann, võivad seismoloogid tuvastada, kui palju brutsiiti on vahevöös, kuna maavärinate signatuurid erinevad vastavalt kivimi elastsusele, mille kaudu nad reisivad.
Miks on brutsitaat oluline?
Praeguste hinnangute kohaselt võib sügav Maa mahutada sama palju vett kui kõik planeedi pinna ookeanid kokku. See veehoidla ja ka täiendav kratsiit, mida võib hoida, on elutähtsad materjalide liikumisel läbi Maa. Kuna vett sisaldavad mineraalid rändavad läbi Maa kihtide, lagunevad materjalid lõpuks, vabastades tihti pinnale tagasi pöörduva vee, sageli vulkaanilise aktiivsuse kaudu.
Vesi on mineraalide ringlussevõtuks vulkaanilisuse ja plaaditektoonika kaudu hädavajalik, kuna see võimaldab määrimist, mis on vajalik erinevate kivimaterjalide liikumiseks teineteisest mööda, nagu see toimub subduktsioonitsoonides. See aitab ka mõnel materjalil kivimitsükli liikumisel lahustuda. Hermann ütles, et ilma veeta oleks planeet geoloogilises seisus. See ei tähenda uue kooriku ega pinnase tekkimist ega vulkaanilisuse peatamist; need muutused võivad katastroofiliselt mõjutada planeedi maad ja atmosfääri.
Lisaks potentsiaalselt muutuvatele teadlaste arusaamadele Maa pinnast kaugel asuvatest veehoidlatest, ütles Hermann, et see uurimus toetab uutmoodi mõtlemist sügavale Maale üldiselt. Ta ütles, et teadlased poleks seda uut etappi leidnud, kui nad oleksid aktsepteerinud aktsepteeritud versiooni.
