Su dünyamıza o güzel mavi rengini veren şeydir ve hayatımız için önemlidir. Yer küremiz bu yüzden “mavi gezegen” veya “soluk mavi nokta” adını almıştır. Northwestern Üniversitesi’nden jeofizikçi Steve Jacobsen ve New Mexico Üniversitesi’nden sismolog Brandon Schmandt tarafından yapılan çalışmaya göre Dünya’nın mantosuna kadar bağlı olan, büyük okyanuslar değerinde su olduğuna yönelik kanıtlar elde edilmiştir. Çalışmanın sonuçları Science dergisinde yayınlamıştır.
Schmandt ve Jacobsen, Kuzey Amerika’nın dört yüz kilometre altında derin magma oyukları bulmuşlardır ve bu bulgular suyun varlığına işaret etmektedir. Ancak bu su bizim için tanıdık olan üç şekilde değildir. Yüksek sıcaklıklar ile birlikte basınç suyun hidroksil köküne (OH) ayrıştırılmasına neden olmuştur ve bunun moleküler seviyede mineraller ile birleştirilmesi mümkündür.
Taş içinde birbirine bağlı olan bu su gezegende büyük bir miktarda su rezervi olduğuna işaret olabilir. Levha döngüsünün suyu içeri ve dışarı doğru hareket ettirdiğine ve suyun mantodaki taşların bir kısmının erimesini etkilediğine inanılmaktadır.
Jacobsen basın bildirisinde, “Depremler ve volkan patlamalar gibi Dünya’nın yüzeyindeki jeolojik süreçler dünyanın içinde ne olup bittiğini anlatmak için kullandığımız ifadelerdir. Sanırım sonunda Dünya’nın su döngüsünü görmek için bir bulguya sahibiz. Bu bulgular gezegenin yaşanabilir yüzeyindeki yoğun miktardaki sıvı suyu açıklamak için bize yardımcı olabilir. Bilim adımları yıllardır bu kayıp derin suları aramaktadır.” sözlerine yer vermiştir.
Bu konuda bilgili olmayan kişiler için açıklama yapmak gerekirse, Dünya’nın üç katmanı bulunmaktadır: kabuk, manto ve çekirdek. Bu söylenenden daha karışıktır, mantonun kendi içerisinde dört katmanı bulunmaktadır: litosfer, astenosfer, üst manto ve alt manto. Bu katmanlar arasında dahi her bir bölgenin farklı özellikleri bulunmaktadır. Birçok bilim adamı üst manto ve alt manto arasındaki geçiş bölgesinin yüzeyden 250-410 mil derinde olduğuna ve bu bölgede su yer aldığına inanmaktadır. Bununla birlikte bu deney bu teoriyi doğrudan destekleyen ilk bulgu anlamına gelmektedir.
“Bu derinlikte taşın erimesi kayda değer bir durumdur çünkü mantoda erime derin olmayan bölgelerde, 50 mil yukarıda gerçekleşmektedir. Eğer bu geçiş bölgesinde önemli miktarda H20 bulunuyorsa, alt mantoda akışın yer aldığı ve bazı bölgelerde erimelerin görüldüğü düşünebilir ve bu bizim elde ettiğimiz bulgularla tutarlıdır.”
Bu çalışma için araştırmacılar ABD’de 2,000′den fazla sismometreden bilgi toplayan USArray’ı kullanmışlardır. Gözlemler, geçiş bölgesinin koşullarının tekrarlayan bilgisayar modelleriyle desteklenmiştir. Suyu muhafaza eden kilit noktanın ringwoodite adı verilen, yüksek basınç ve sıcaklıklarda bulunan olivin biçimindeki bir mineral olduğu saptanmıştır.
Jacobsen minerali “Ringwoodite bir sünger gibidir ve suyu iliklerine kadar emer. Ringwoodite mineralinin kristal yapısıyla ilgili özel bir durum söz konusudur. Mineral hidrojeni çekmekte ve suyu tutmaktadır. Bu mineral mantonun derinliklerinde yer alan koşullar altında oldukça fazla su içermektedir.” şeklinde açıklamıştır.
400 mil civarında yapılan deneylere göre ringwoodite mineralinin kısmen erimesi gereklidir. Onu yüksek sıcaklıklara tabi tutarken, sentezlenen ringwoodite mineralinin üzerinde büyük bir baskı uygulamak için elmaslar kullanılmıştır. Röntgen ışınları, elektronlar ve ışık kombinasyonu ile etkileri araştırılmıştır. Araştırmacılar bu deneysel koşulları USArray’dan elde edilen gözlemlerle desteklemişlerdir.
Schmandt, “Oldukça fazla H2O değerine sahip bir taş geçiş bölgesinden alt mantoya hareket ettirildiğinde bir şekilde H2O’dan kurtulma gereği duymaktadır, bu yüzden biraz erimektedir. Buna dehidrasyon erimesi adı verilir.” açıklamasında bulunmuştur. Araştırmacılara göre taş eridikten sonra su geçiş bölgesinde tutulmuştur ve su haznesi oluşmuştur.
Mart ayında Nature’da yayınlanan bir rapora göre, farklı bir araştırma grubu röntgen ışını kırınımı ve kızılötesi spektroskopisi dahil bir dizi teknik kullanarak ringwoodite örneğinde (Dünya’nın içerisinden alınan ve sadece laboratuvarda oluşturulmamış örnek) %1 değerinin üzerinde su olduğunu onaylamak için araştırma gerçekleştirmiştir. Bu miktar Schmandt’ın deneyleri tarafından öngörülen rakamlarla eşleşmiştir. Dünya’nın mantosu çok büyüktür ve eğer geçiş bölgesinden alınan materyalin %1′i gerçekten suysa bu Dünya’nın okyanuslarının toplamından üç kat daha büyük bir su haznesi olduğunu göstermektedir.
Jacobsen deneylerinin sonucunu “Öyle olsun ya da olmasın. Bu özel örnek Dünya’nın iş kompozisyonunun bilinmediğini gösterir niteliktedir. Ancak, artık Kuzey Amerika’nın altındaki yoğun erime için bir bulguya sahibiz. Bu benzer derinliklerde ringwoodite mineralinin dehidrasyonuna karşılık gelmektedir ve tam olarak benim deneyimlerde gerçekleşenlerle uyuşmaktadır.” şeklinde açıklamıştır.
