Země je pro své zbarvení z vesmíru je nazývána modrou planetou. Dvě třetiny jejího povrchu tvoří voda, která má namodralý nádech.

Vodou ale planeta překypuje nejen na povrchu. Nová studie naznačuje, že se jí významné množství vyskytuje také hluboko pod ním.

Naznačuje to nález diamantu v africké Botswaně. Jeho kazy obsahující minerály prozrazují vznik v „oblasti diskontinuity“, přechodové zóně mezi svrchním a spodním pláštěm Země, která se nachází v hloubce kolem 660 kilometrů.

V této oblasti se jednotlivé desky o sebe třou nebo se pod sebe zasouvají.

Z diamantu geologové vyčetli, že tato oblast je výrazně nasáklá vodou. Své poznatky popisují ve studii publikované v odborném žurnálu Nature Geoscience.

Diamant se stopami vody

Pod pojmem „voda“ si většina z nás představí vodu v tekuté podobě. Voda ale může nabýt více forem – a to i za hranicí páry či ledu. Usídlit se může přímo ve struktuře různých dalších minerálů. 

„Máme bezvodé minerály, jako je například křemen nebo olivín-forsterit, a pak minerály s vodou v krystalu, například amfiboly, serpentinity či jílové minerály,“ popsal tyto formy pro Nedd geofyzik Vladimír Kolář Kusbach z Geofyzikálního ústavu české Akademie věd.

„Za vyšších tlaků a teplot panujících hlouběji pod povrchem Země můžete do bezvodých minerálů ‚natlačit‘ vodík, nebo -OH skupinu (hydroxylová skupina sestávající z atomu z kyslíku a atomu vodíku). Ta se pak vyskytuje v různých místech defektů krystalové mřížky,“ upozornil vědec, který se věnuje interakci kůry a pláště a tektonickým procesům.

Diamant vytažený z botswanského dolu pokrývají trhliny obsahující stopy ringwooditu, ferroperiklasu, enstatitu a dalších minerálů, které naznačují, že nerost vznikl právě 660 kilometrů pod zemským povrchem, v předělu mezi svrchním a spodním pláštěm. A také to, že se nezrodil pouhým spojováním vodnatých minerálů, ale za působení vody nacházející se mimo minerály. 

„Inkluze zachycené v diamantu nám ukazují, že v hloubce 660 kilometrů je nejspíš přítomna volná voda. Není to přitom voda vázaná v krystalové struktuře minerálu ani skupiny -OH zachycené v defektech krystalu bez přímé vazby,“ vysvětlil Kusbach.

Vlhko pod kůrou

„Výskyt ringwooditu spolu s hydratovanými fázemi naznačuje, že na rozhraní pláště existuje vlhké prostředí,“ píše ve studii tým vědců z Gemologického institutu v New Yorku a z Purdueovy univerzity vedený minerální fyzičkou Tingting Guovou.

Guová a její spolupracovníci podrobně prozkoumali botswanský diamant a našli v něm 12 minerálních inkluzí.

Diamant se stopami minerálů. | zdroj: kredit-Gu et al.

Není to poprvé, co nějaký minerál odhalil, že pod povrchem Země je „vlhko“. Za vysokých teplot a velkého tlaku, který tam panuje, má volná voda zřejmě charakter odlišný od vody na povrchu.

Nynější objev z Botswany pomáhá odhadnout, kolik vody se pod povrchem naší planety vlastně ukrývá. A je přitom patrné, že voda se vyskytuje ve vyšší míře hlouběji, než se geologové až donedávna domnívali. 

„Ačkoli je vznik diamantů ve svrchní kůře často spojován s přítomností tekutin, superhluboké diamanty s podobnými minerálními soubory byly dosud jen zřídkakdy pozorovány v doprovodu hydratovaných minerálů,“ píší autoři studie.

Není to ale první studie, která naznačila, že voda prosakuje hluboko do zemského pláště. 

„Také další studie ukazují na možnou lokální přítomnost volné vody v přechodové zóně. Tyto studie naznačují, že zemský plášť (oblast mezi zemskou kůrou a zemským jádrem) obsahuje velké množství vody. Odhady se různí, ale může jít až o trojnásobek objemu současných oceánů,“ řekl Vladimír Kolář Kusbach.

Voda v plášti – klíč k životu?

Upřesňovat množství vody v zemském plášti je potřebné také proto, že voda může mít vliv na vznik vulkanických erupcí. Většina vulkánů vzniká na rozhraní dvou kontinentálních desek, z nichž jedna (nebo obě) nad sebou mají oceánskou masu. 

Jak jedna z desek klesá hlouběji do útrob Země, bere s sebou i vodu, která se jako méně hustá masa snaží dostat zpátky na povrch. Důsledkem jsou sopky na rozhraní desek.

Země má unikátní deskovou tektoniku, která přispěla ke vzniku podmínek vhodných pro život. Jednou z příčin, proč existuje vyspělý život na Zemi, nikoli na Marsu či Venuši, může být právě množství vody pod povrchem naší planety.