Professor Eiji Ohtani van Tohoku University, Japan, de inhoud samengevat, distributie en effect van water in de aardmantel, gepubliceerd in Nationale wetenschappelijke recensie .

Wat is "water in de mantel"?

Waterstof is het meest voorkomende element in ons zonnestelsel. In de aarde, waterstof bestaat als damp in de atmosfeer, water en ijs in de oceaan, superkritische vloeistoffen in vulkanen en de aardkorst, hydroxylen in waterhoudende en nominaal watervrije mineralen in de aardkorst en mantel, proton en hydroxyl (OH) in magma's, en waterstof in metallisch ijzer in de kern van de aarde.

Waterstof en water spelen een belangrijke rol in de dynamiek van het binnenste van de aarde. Ze verlagen de interne wrijving van rotsen en veroorzaken aardbevingen en breuken. Water genereert magma's door de smelttemperatuur van silicaten in de mantel te verlagen. Water verzacht rotsen en verbetert de mantelconvectie.

Hoeveel "water in de mantel" is er? Hoe werkt het?

Seismische en elektrische geleidbaarheidsobservaties gecombineerd met experimentele mineraalfysicagegevens over geluidssnelheid en elektrische geleidbaarheid van mineralen suggereren een overgangszone die op zijn minst lokaal gehydrateerd is. Continentale en oceanische sedimentcomponenten samen met de basalt- en peridotietcomponenten kunnen worden opgeslagen in de mantelovergangszone. Er zijn lage seismische snelheidsgebieden gerapporteerd op ongeveer 410 km onder sommige convergente plaatregio's. Deze regio's kunnen worden veroorzaakt door het bestaan ​​​​van dichte, vluchtige rijke magma's.

Door instabiliteit van de zwaartekracht kan water verder de onderste mantel in worden getransporteerd door de platen naar beneden te laten zakken. De afwijkende Q- en Vs-gebieden kunnen aan de bovenkant van de onderste mantel worden gecreëerd. Uitdroging van de platen produceert vloeistoffen of waterhoudende smelten in dit gebied vanwege een groot verschil in de oplosbaarheid in water tussen de overgangszone en lagere mantelassemblages. Hoewel waterhoudende magma's zonder dichtheidsovergang naar boven kunnen ontsnappen, continue daling van de platen veroorzaakt uitdroging van de platen en produceert lage Q- en Vs-gebieden in het ondiepe deel van de onderste mantel. De Δ-H vaste oplossing AlO ₂ H-MgSiO ₄ H ₂ is een belangrijke drager van water in de onderste mantel. De symmetrie van de waterstofbrug kan plaatsvinden in verschillende waterige fasen die stabiel zijn in de mantel.

De kern-mantelgrens (CMB) is een gebied waar een uitgebreide reactie tussen water en ijzer kan optreden. De vaste -H-oplossing is stabiel onder de CMB-omstandigheden. Daarom, deze waterhoudende fase voert water naar de basis van de onderste mantel en ook naar de kern. Pyriet FeO ₂ Hx kan worden gevormd door een reactie tussen de kern en gehydrateerde platen bij CMB. Deze fase kan een potentiële kandidaat zijn bij ULVZ. Vorming van FeO ₂ Hx en zijn ontbinding als gevolg van zijn thermische instabiliteit bij CMB kunnen wereldwijde geodynamische gebeurtenissen veroorzaken.