Vi har underjordiska 'oceaner'

Teorin att den blå planetens vatten kommit hit med passerande eller kolliderande kometer (vattenis) verkar undergrävas. Fyndet av ett pyttelitet fragment av mineralet ringwoodit i en brasiliansk diamant berättar en helt annan historia. Ringwoodit innehåller nämligen vatten. Jordens vatten kanske är av mycket gammal, jordisk härkomst.

Utan det lilla ringwooditbihanget hade diamanten passerat utan extra hajp. Men detta är den första observationen av ämnet på jorden, och fyndet har sedan publiceringen i Nature 13 mars i år klassats som en geologisk sensation. Upptäckten ger stöd åt en hypotes forskare länge arbetat med: att det finns underjordiska ’oceaner’ nere i jordmanteln.

[caption id=“attachment_5506” align=“alignnone” width=“353”] VATTENSTEN. Ringwoodit kan innehålla 2,6 procent vatten. Det låter inte mycket, men ringwooditskiktet i jordmanteln beräknas innehålla fem gånger världshavens vattenvolym.[/caption]

För en handfull dollar. Graham Pearson, professor vid University of Alberta, var 2009 i Brasilien på jakt efter ett helt annat mineral med sitt forskarteam, och inköpte för 20 dollar en särdeles ful, liten diamant som hade hittats i en flodbädd i Juína.

Av en slump upptäcktes vid mikroskopundersökning av kolbiten ett pyttelitet (40 mikron, ’två hårstrån’) fragment av ett främmande ämne. Efter fyra år av analyser med röntgendiffraktion och IR-spektroskopi, kunde fragmentet identifieras som ringwoodit, med kalkylerat vatteninnehåll.

Diamanten och dess lilla fripassagerare har bildats på cirka 500 km djup, och antas ha hamnat i flodbädden via kimberlitutbrott från jordmanteln. Teoretiska kalkyler har indikerat att ringwoodit förekommer i jordmanteln, det har hittats i kraschade meteoriter, och man har även lyckats framställa ämnet i avancerade laboratorieförhållanden.

Sfärer innanför sfärer. Jordens anatomi, korta kursen: Litosfären (5–200 km) som inkluderar den fasta jordskorpan (oceanskorpan och kontinentskorpan) och jordmantelns övre del. Den fasta-plastiska jordmanteln (35–2 890 km) som består av astenosfären och den övre och nedre mesosfären. Slutligen den flytande yttre och den fasta inre kärnan (2 890– 6 360 km).

Skiktens djup varierar regionalt, beroende på de geologiska förhållandena.

Mellan jordmantelns övre och nedre del på 410–660 km djup finns en övergångszon bestående av systermineralerna olivin, wadsleyit och ringwoodit. Sistnämnda mineral, som beräknas utgöra den största mineralvolymen i övergångszonens nedre del, innehåller 1–2,6 viktprocent ’vatten’ – vilket sammantaget beräknas motsvara en volym flerfaldig världshavens.

Oåtkomligt för praktiskt bruk. Subterrestiala vattenresurser fem gånger världshavens volym låter som svaret på alla vattenbristproblem. Men ringwoodit gäckar exploatörerna: vattnet i det är inte flytande, utan förekommer i kristallform – som hydroxidjoner. Det kan inte drickas, användas för bevattning eller dusch, eftersom det inte kan ’utvinnas’. Det finns alltså inga stora djupt liggande sjöar från vilka man kunde pumpa upp vatten till ovanjordiska användare. I stället talar man om wetspots, våtpunkter, som är ojämnt fördelade i manteln.

Vattnet, både ovan och under jorden, har en avgörande roll för planeten. Inte bara som förutsättning för organiskt liv, utan för planetens dynamik och beteende, bland annat jordens magmatism, plattektonik och vulkanisk aktivitet. Fyndet av ringwoodit och slutsatsen om underjordiska vattenreserver ger ny kunskap om jorden – och avstamp för forskning inriktad på exolaneter. Upptäckten har ingen förutsebar ekonomisk betydelse.

Källor: bland annat Nature, University of Alberta, BBC, Naturhistoriska riksmuséet, Wikipedia.

ETT MINERAL DJUPT I JORDMANTELN - Ringwoodit (namngett efter geologen Ted Ringwood) är en polymorf av olivin, huvudingrediensen i jordmanteln.

- Olivin (namnet syftar på färgen hos dess kristaller) är en basisk eruptiv bergart, och består av magnesium-järn-silikat. Olivin omvandlas vid förändrat tryck och temperatur till wedsleyit och ringwoodit, som båda kan innehålla ’vatten’.

- Ringwoodit bildas och är stabilt i de höga temperaturer och tryck som råder 410–660 km under jordytan. Ämnet har också framställts experimentellt i laboratorier.

- Mineralet kan vara djupblått, violett, grått, grönt eller (i labbvariant) färglöst.

- Ringwoodit identifierades första gången i Tenham-meteoriten 1969, senare även i andra kondritiska meteoriter.

Ragnhild Artimo text