في أعماق كوكبنا، بعيدا عن متناولنا، تحدث عمليات غامضة وتحركات مستمرة، بين الحين والآخر تفرج الأرض عن أدلة على طبيعة هذه العمليات: ألماس صغير يحتوي على شظايا من معادن نادرة، من خلال هذه الشظايا الصغيرة، يمكننا جمع معلومات حول الجزء الداخلي لكوكبنا.

الاكتشاف في بوتسوانا

تم العثور على قطعة ألماس في منجم ألماس في بوتسوانا، وكانت تحتوي على العديد من الشوائب التي تشمل معادن مثل "رينجوديت"، "فيروبركلوز"، "إنستاتيت"، وغيرها من المعادن التي تشير إلى أن هذا الألماس تشكل على عمق 660 كيلومترا (410 أميال) تحت سطح الأرض.

البيئة الغنية بالمياه في المنطقة الانتقالية

تستطيع هذه المعادن أن تشير إلى بيئة غنية بالمياه في المنطقة التي تشكل فيها الألماس، وهي المنطقة الانتقالية بين الطبقة العليا والسفلى من الوشاح، والمعروفة بالمنطقة الانتقالية 660 كيلومترا.

كما يوضح فريق من الباحثين بقيادة عالمة المعادن "تينغتينغ غو" من معهد نيويورك لعلوم الأحجار الكريمة وجامعة بوردو في دراسة نشرت في عام 2022، "وجود معدن رينجوديت مع المعادن المائية يشير إلى بيئة رطبة عند هذا الحدود".

العملية الجيولوجية لانتقال المياه داخل الأرض

بينما يغطي سطح الأرض المحيطات، فإنها لا تمثل إلا جزءا صغيرا جدا من الكوكب مقارنة بالمسافة الهائلة بين السطح ونواة الأرض. في الواقع، يصل عمق المحيطات إلى حوالي 11 كيلومترًا (7 أميال) فقط. ولكن قشرة الأرض مكسورة ومجزأة، مع ألواح تكتونية تتحرك وتغرق بعضها تحت البعض الآخر، ما يسمح للمياه بالتسلل إلى أعماق أكبر في الوشاح السفلي.

تدفع هذه العملية المياه إلى الأعماق عبر ما يعرف بالدورة المائية العميقة، وهي دورة مائية مختلفة عن الدورة السطحية التي نعرفها. هذه العملية مهمة لفهم النشاط الجيولوجي على كوكبنا، حيث يمكن أن تؤثر المياه على قوة الانفجارات البركانية والنشاط الزلزالي.

الألماس كدليل على وجود المياه

نظرا لأننا لا نستطيع الوصول إلى أعماق الأرض، فإننا ننتظر دليلا على وجود المياه ليظهر لنا، كما يحدث في شكل ألماس يتكون داخل بيئات ذات ضغط وحرارة شديدة.

دراسة فريق "غو" تركزت على ألماس من هذا النوع، حيث تم العثور على 12 شوائب معدنية وكتلة من الشوائب البيضاء داخل الألماس. باستخدام تقنيات مثل "الميكرو-رامان سبكترسكوبي" والأشعة السينية، تمكن الباحثون من تحليل هذه الشوائب لتحديد طبيعتها.

دلالة المعادن المائية في الألماس

من بين المعادن التي تم العثور عليها في الألماس كانت مجموعة من معادن مثل "رينجوديت" (سيليكات المغنيسيوم) التي تتفاعل مع "فيروبركلوز" (أوكسيد المغنيسيوم/الحديد) و"إنستاتيت" (سيليكات مغنيسيوم أخرى). في ضغوط عالية في المنطقة الانتقالية، يتفكك "رينجوديت" إلى "فيروبركلوز" ومعادن أخرى مثل "بريدجمانيت"، الذي يتحول إلى "إنستاتيت" عند الضغط المنخفض بالقرب من السطح.

دليل إضافي على بيئة مائية

كما أظهرت المعادن الأخرى مثل "بروسيت"، والتي هي أيضا مائية، أن البيئة التي تشكل فيها الألماس كانت غنية بالمياه. وهذا يثير احتمال أن تكون المنطقة الانتقالية 660 كيلومترا تحتوي على مياه بكميات أكبر مما كان يُعتقد سابقا.

ماذا تعني هذه الاكتشافات؟

الأبحاث السابقة قد أشارت إلى أن الأرض كانت تمتص كميات أكبر من المياه مما كنا نظن. هذه الاكتشافات قد تعطينا أخيرا الإجابة حول أين تذهب كل هذه المياه.