Un nuovo studio condotto da un team di scienziati dell'UCD mostra che una reazione tra il biossido di silicio che si trova nei cristalli di quarzo e l'idrogeno fluido ad alte temperature e pressioni, trovato nel mantello superiore della terra, può creare acqua. Credito:flickr-jgsgeology
L'acqua della Terra potrebbe essere stata originariamente formata da reazioni chimiche nelle profondità del mantello del pianeta, secondo una ricerca condotta dall'University College di Dublino.
La nuova teoria offre una spiegazione alternativa su come il liquido vivificante possa aver avuto origine sulla Terra. In precedenza, gli scienziati hanno suggerito che le comete che si sono scontrate con il pianeta potrebbero aver depositato grandi quantità di ghiaccio sulla Terra che in seguito si sono sciolte, formando acqua.
I ricercatori hanno effettuato simulazioni al computer che hanno scoperto che le reazioni tra idrogeno fluido ad alta pressione e alta temperatura e biossido di silicio nel quarzo, trovato nel mantello superiore della Terra, può formare acqua liquida nelle giuste condizioni.
Le simulazioni sono state effettuate dal dottor Zdenek Futera, Scuola UCD di ingegneria chimica e dei bioprocessi, sotto la direzione del Prof. Niall English, Scuola UCD di ingegneria chimica e dei bioprocessi, e i Materiali, Gruppo di ricerca sulle simulazioni energetiche e idriche. Il team dell'UCD ha anche lavorato a stretto contatto con il coautore del documento, Professor John Tse, Università del Saskatchewan in Canada.
L'esercizio ha testato la reazione a diverse temperature e pressioni che si trovano tipicamente nel mantello superiore da 40 a 400 km sotto la superficie della Terra.
Le simulazioni hanno rivelato che la silice e l'idrogeno fluido potrebbero formare acqua se esposti a temperature di poco superiori a 1400°C e a pressione 20, 000 volte superiore alla pressione atmosferica terrestre.
La silice si trova in abbondanza sopra e sotto la superficie della terra sotto forma di quarzo minerale:la crosta terrestre è composta per il 59% di silice.
Gli scienziati si aspettavano che l'acqua si sarebbe formata sulla superficie della silice, ma invece, furono sorpresi di scoprire che l'acqua era rimasta intrappolata all'interno della silice, portando a un massiccio accumulo di pressione.
Ritengono anche che il rilascio di questa pressione potrebbe essere responsabile dell'innesco di terremoti a centinaia di chilometri sotto la superficie terrestre.
Le nuove scoperte supportano gli esperimenti sulla stessa reazione tra biossido di silicio e idrogeno liquido effettuati da scienziati giapponesi nel 2014.
"Inizialmente siamo rimasti sorpresi di vedere reazioni in-rock, ma poi ci siamo resi conto di aver spiegato il meccanismo sconcertante alla base del precedente lavoro sperimentale giapponese che trovava la formazione dell'acqua, "ha detto il prof inglese.
"Abbiamo concluso che questi risultati aiutano a razionalizzare, in vividi dettagli, la genesi dell'acqua nel mantello. Questo è molto eccitante e in accordo con le scoperte molto recenti di un 'oceano' di acqua nel mantello terrestre.
"Ringraziamo la Science Foundation Ireland e i nostri collaboratori presso l'Università del Saskatchewan, e la Fondazione Irlanda-Canada per "seminare" questa collaborazione di 20 documenti con il professor John Tse dieci anni fa."
I risultati sono stati pubblicati in Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti .
Vari studi negli ultimi anni hanno anche suggerito che grandi quantità di acqua sono immagazzinate nelle rocce fino a 1000 km sotto la superficie della Terra.