پژوهشگران با بررسی یک الماس فوق‌عمیق برزیلی، شواهد مستقیمی یافته‌اند که نشان می‌دهد ماده معدنی «گوتیت» (Goethite) می‌تواند آب را از سطح زمین تا اعماق گوشته پایینی حمل کند؛ کشفی که می‌تواند دیدگاه دانشمندان درباره چرخه آب در اعماق زمین را تغییر دهد.

این پژوهش که نتایج آن در مجله Scientific Reports منتشر شده، با استفاده از شتاب‌دهنده ذرات «سیریوس» (Sirius) در برزیل انجام شده است.

الماس مورد بررسی تنها ۳ میلی‌متر طول دارد، اما درون آن یک محفظه میکروسکوپی مهروموم‌شده وجود داشت که مانند یک «کپسول زمان» شرایط اعماق زمین را برای صدها میلیون سال حفظ کرده است. دانشمندان با بررسی این محفظه دریافتند که کانی گوتیت، برخلاف تصور رایج، می‌تواند فشار و دمای بسیار بالای گوشته زمین را تحمل کند.

گوتیت ماده معدنی رایجی است که در خاک‌ها و کف اقیانوس‌ها بر اثر واکنش مواد معدنی آهن‌دار با آب تشکیل می‌شود. این کانی بخشی از مولکول‌های آب را در ساختار بلوری خود جای می‌دهد و به همین دلیل مدت‌ها این احتمال مطرح بود که بتواند آب را به اعماق زمین منتقل کند، اما تاکنون شواهد مستقیمی برای این فرضیه وجود نداشت.

پیش از این مشخص شده بود که آب می‌تواند تا گوشته بالایی، در عمق حدود ۶۶۰ کیلومتری، نفوذ کند. اما انتقال آب به گوشته پایینی، که تا حدود ۲ هزار و ۹۰۰ کیلومتر زیر سطح زمین امتداد دارد، همواره یکی از پرسش‌های مهم زمین‌شناسی بوده است.

برای بررسی این موضوع، پژوهشگران با استفاده از تصویربرداری سه‌بعدی و طیف‌سنجی پرتو ایکس، نزدیک به ۱۰۰ ناخالصی معدنی محبوس درون الماس را مطالعه کردند. در یکی از این محفظه‌ها، سه ماده معدنی شامل گوتیت، هماتیت و مگنتیت شناسایی شد؛ ترکیبی که تشکیل آن در شرایط سطح زمین قابل توضیح نیست و نشان می‌دهد این مواد در فشار و دمای بسیار زیاد اعماق زمین شکل گرفته‌اند.

بر اساس یافته‌های این پژوهش، گوتیت می‌تواند درون شکاف‌های صفحات اقیانوسی که به زیر صفحات دیگر فرو می‌روند، از دماهای اولیه در امان بماند و تا عمق بیش از ۴۰۰ کیلومتری پایین برود. سپس در اعماق بیشتر، این کانی به مواد معدنی دیگر تبدیل شده و آب ذخیره‌شده در ساختار خود را آزاد می‌کند.

به گفته پژوهشگران، آزاد شدن این آب می‌تواند نقطه ذوب سنگ‌های گوشته را کاهش دهد و در تشکیل مقدار اندکی ماگما نقش داشته باشد؛ ماگمایی که به‌آرامی به سمت سطح زمین حرکت می‌کند و ممکن است در شکل‌گیری برخی فوران‌های آتشفشانی مؤثر باشد.

وجود کانی «فروپریکلاز» در همان الماس نیز نشان می‌دهد این الماس در اعماق بسیار زیاد و در گوشته پایینی زمین تشکیل شده است؛ موضوعی که فرضیه انتقال آب به این بخش از زمین را تقویت می‌کند.

پژوهشگران معتقدند این کشف می‌تواند درک دانشمندان از چرخه آب در اعماق زمین را دگرگون کند و نشان دهد بخش‌هایی از گوشته پایینی نیز، برخلاف تصور گذشته، ممکن است از آب تأثیر بپذیرند.