Konduktivitetsnøgle til kortlægning af vand inde i jorden

Hydrogen ved forhøjet temperatur skaber høj elektrisk ledningsevne i Jordens kappe.

Nyt arbejde af Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere viser spredningen af ​​vand (inkorporeret som hydrogen i olivin, det mest rigelige mineral i den øvre kappe), kunne stå for høj elektrisk ledningsevne set i asthenosfæren (en del af den øvre kappe lige under litosfæren, der er involveret i pladetektonisk bevægelse). Forskningen vises i Videnskabelige rapporter .

Arbejdet kan føre til en bedre forståelse af nutidens vandfordeling i kappen, som har stærke konsekvenser for planetarisk dynamik og evolution. Forskere sagde, at sådanne oplysninger kan give nøglebevis for, hvorfor Jorden er det eneste kendte planetariske legeme i vores solsystem til at udvikle pladetektonik og fastholde flydende vandhav på dens overflade.

"Vi behandlede problemet fra et andet perspektiv, ved hjælp af nye hydrogendiffusionsmålinger til at udlede, hvad hydrogen vil bidrage til elektrisk ledningsevne, "sagde LLNL's Wyatt Du Frane, hovedforsker på projektet. "Vores eksperimenter med olivin indikerede en større temperaturafhængighed end tidligere antaget at forekomme for dette fænomen. Hydrogens bidrag til elektrisk ledningsevne, mens den er beskeden ved lavere temperaturer, bliver ret stor ved de temperaturer, der forventes at forekomme i kappen. "

Mineraler dannet dybt i kappen og transporteret til jordens overflade indeholder titusindvis til hundredvis af dele pr. Million i vægt (ppm vægt) vand, dokumentation for tilstedeværelsen af ​​opløst vand i Jordens indre. Selv ved disse lave koncentrationer, vand påvirker i høj grad de fysisk-kemiske egenskaber ved kappematerialer. Diffusionen af ​​brint styrer transporten af ​​vand i Jordens øvre kappe, men indtil nu var det ikke fuldt ud forstået for olivin.

Jordens hydrosfære er et særpræg på vores planet, hvor massive oceaner påvirker dets klima og understøtter dets økosystem. Fordelingen af ​​vand på Jorden er ikke begrænset til dens yderste skal (hydrosfæren og hydratiserede mineraler), men strækker sig til store dybder inden for planeten. Nedvældende oceanisk litosfære (ved subduktionszoner) og opadgående magmaer (ved midten af ​​havrygge, vulkaner og hotspots) er køretøjer til transport af H2O mellem overfladen og Jordens dybe indre.

"Den mængde brint, der kræves for at matche geofysiske målinger af elektrisk ledningsevne inde i Jorden, er i overensstemmelse med de koncentrationer, der observeres i oceaniske basalter. Dette viser, at geofysiske målinger af elektrisk ledningsevne er et lovende værktøj til at kortlægge vandfordelinger dybt inde i jorden, "Sagde Du Frane.