นักวิทย์จีนค้นพบกลไก 'น้ำในชั้นเนื้อโลกส่วนลึก' เบื้องหลังสำคัญของโลกยุคแรก

เปิดกลไกสำคัญ นักวิทย์จีนค้นพบเบื้องหลังโลกกักเก็บน้ำปริมาณมหาศาลยุคแรกกำเนิด

คณะนักวิทยาศาสตร์ของจีนได้ค้นพบกลไกสำคัญที่ช่วยอธิบายว่าทำไมโลกถึงสามารถกักเก็บน้ำในปริมาณมหาศาลไว้ได้ในช่วงระยะแรกของการก่อกำเนิด การค้นพบนี้นับเป็นการเพิ่มความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับวิวัฒนาการอันน่าทึ่งของโลก จากลูกไฟแมกมาแสนร้อนระอุสู่การเป็นดาวเคราะห์สีน้ำเงินที่อุดมสมบูรณ์และหล่อเลี้ยงสรรพชีวิตในทุกวันนี้

ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science ระบุว่าคณะนักวิจัยจากสถาบันธรณีเคมีแห่งกว่างโจว สังกัดสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน ได้สาธิตเชิงทดลองว่า ชั้นเนื้อโลกส่วนลึก (deep mantle) อาจทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บน้ำขนาดมหึมาเมื่อกว่าสี่พันล้านปีก่อนได้จริง

ปริศนาการกักเก็บน้ำในเนื้อโลกส่วนลึก

ก่อนหน้านี้ยังคงเป็นปริศนาว่าน้ำในชั้นเนื้อโลกส่วนลึกได้หายไปอยู่ที่ใด ตอนที่มหาสมุทรแมกมาของโลกยุคแรกเริ่มมีการตกผลึก แต่กุญแจสำคัญของการค้นพบนี้อยู่ที่แร่ธาตุ บริจด์มาไนต์ (bridgmanite) แร่ธาตุหลักที่อยู่ในชั้นเนื้อโลกส่วนล่าง

เดิมทีสันนิษฐานว่าแร่บริจด์มาไนต์มีความสามารถในการกักเก็บน้ำอย่างจำกัด อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยจีนได้ค้นพบข้อขัดแย้งที่สำคัญว่าแร่ธาตุดังกล่าวมีความสามารถในการกักเก็บน้ำอย่างทรงพลังตามอุณหภูมิที่ได้รับ

การทดลองจำลองสภาวะสุดขั้ว

คณะนักวิจัยของจีนได้จำลองสภาวะสุดขั้วของชั้นเนื้อโลกส่วนล่าง ซึ่งมีแรงดันสูงและอุณหภูมิร้อนจัดถึง 4,100 องศาเซลเซียส ด้วยการใช้เครื่องมือ ไดมอนด์ แอนวิล เซลล์ (diamond anvil cell) ขั้นสูงร่วมกับการให้ความร้อนด้วยเลเซอร์

ผลการทดลองพบว่า ยิ่งสภาพแวดล้อมมีความร้อนจัดมากเท่าใด แร่บริจด์มาไนต์ก็จะยิ่งสามารถดักจับและกักเก็บโมเลกุลน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในระหว่างกระบวนการก่อตัวจากการเย็นตัวของแมกมา

ปริมาณน้ำที่ซ่อนอยู่ในชั้นเนื้อโลก

กระบวนการนี้อาจทำให้ชั้นเนื้อโลกที่เป็นของแข็ง (solid mantle) สามารถกักเก็บน้ำในปริมาณที่เทียบเท่ากับ 0.08 ถึง 1 เท่าของปริมาตรน้ำในมหาสมุทรทั้งหมดในปัจจุบันได้เลยทีเดียว "แหล่งกักเก็บน้ำ" ยุคดึกดำบรรพ์นี้จะค่อยๆ หมุนเวียนกลับขึ้นมาสู่ผิวโลกผ่านการปะทุของภูเขาไฟ

การหมุนเวียนของน้ำดังกล่าวมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการส่งเสริมให้เกิดการก่อตัวของ ดาวเคราะห์สีน้ำเงิน หรือโลกของเราที่สามารถอยู่อาศัยได้ การค้นพบนี้จึงเป็นส่วนเติมเต็มความเข้าใจเกี่ยวกับวัฏจักรน้ำของโลกในยุคเริ่มแรก