Dünya’daki okyanuslar toplamda yaklaşık 1.3 x 109 km3 hacim kaplıyor ve Dünya’nın toplam ağırlığının yaklaşık 4400’de 1’ini oluşturuyor. Bu büyük miktarlardaki su kütlesinin, Dünya’ya nereden geldiğiyse bilim insanlarının uzun zamandır araştırdığı bir konu. Bu alanda öne çıkan iki teoriden birine göre, Dünya’nın okyanusları su yüklü asteroidlerin Dünya’ya çarpması sonucu dolmuş olabilir. Böyle astreoidlerin varlığı ve okyanusları dolduracak kadar su taşıdıkları biliniyor. Diğer teori ise, yeryüzündeki suyun nihai kaynağının yerin altında, Dünya’nın derinliklerinde olduğunu öne sürüyor. Ancak mantoda bu miktarda suyu bünyesinde barındırma kapasitesi bulunan bir katmanın olup olmadığı tartışılıyordu.

Son elli yıldır, 410 ila 660 km derinlikteki, üst manto ile alt manto arasında bulunan geçiş bölgesinin, mineral bileşimi ve bulunduğu basınç aralığı açısından, yüksek su tutma kapasitesine sahip mineraller içerdiğinden şüpheleniyordu ancak yapılan deneysel çalışmalar çelişkili sonuçlar veriyordu. Geçtiğimiz Mart ayında yayınlanan bir çalışmayla, bir elmasın içinde bulunan nadir ringwoodite mineralinin, mantonun ilgili katmanından geldiğini ve ağırlığının % 2.5’u kadar su tutmak için gerekli özelliklere sahip olduğunu doğrulanmıştı. Ringwoodite daha önce meteoritlerde bulunmuş ancak yerin derinliklerinde de bulunduğu öngörülse de bir örneğine ulaşılamamıştı. Bu çalışmadaki ringwoodite ilk Dünya kaynaklı örnek oldu ve böylece Dünya’nın derinliklerinde çok miktarda su bulunduğu teorisi de doğrudan desteklendi.

Geçtiğimiz hafta yayınlanan yeni bir çalışmaysa, su barındıran minerallerin olduğu katmanın varlığına dair bir başka kanıt sunuyor. Çalışmada, ABD’nin batısında yerleştirilmiş bulunan 2000 sismometre ile 500’den fazla depremin ürettiği sismik dalgalar incelendi. Dalgaların, depremin merkezinden yüzeye doğru ilerlerkenki hızlarının, içlerinden geçtikleri ortamın yoğunluğu ve elastisitesine göre farklılaştığı prensibinden yola çıkan araştırmacılar, bu sismik dalgaların yüzeye doğru hareket ederken ne tip katmanlardan geçtiğini tespit etmeye çalıştılar. Ringwoodite’i laboratuvarda oluşturan ve 700 km derinlikte bulunması gerektiği basınç ve sıcaklığa tabi tutan ekip, su barındıran ringwoodite katmanının, yapılan sismik ölçümle örtüşen bir ortam teşkil ettiğini gösterdi. Yani üst manto ile alt manto arasındaki bu geçiş bölgesi gerçekten de su barındıran kayaçlar içeriyor olabilir.

Bu bulgu, şimdilik ABD’nin altında kalan bölge için geçerli görünse de araştırmacılar bu katmanın tüm mantoyu çevrelediği görüşünde. Eğer bu geçiş bölgesindeki kayaçlar ağırlıklarının sadece %1’i kadar bile su içeriyor olsalar, bu, mantoda yeryüzündeki okyanusları 3 kez doldurabilecek kadar su bulunduğu anlamına geliyor ve yeryüzündeki okyanusların milyonlarca yıl boyunca bu katmandan kaynak alarak oluştuğu tezini destekliyor. Manto tabakasında bu miktarda su bulunduğu bilgisi, aynı zamanda magmatizma ve levha tektoniğinin de daha iyi anlaşılmasına imkan verecek.

İlgili makaleler:

Pearson vd., Nature, Mart 2014, doi:10.1038/nature13080

Schmandt vd., Science, Haziran 2014, doi: 10.1126/science.1253358