แบบจำลองใหม่แนะนำ “ฝนปกคลุม” จากชั้นเนื้อโลกภายในเพื่อให้แน่ใจว่าเราจะมีมหาสมุทรบนพื้นผิวอยู่เสมอ
ซ่อนอยู่ภายในโลก—ภายในหลายร้อยกิโลเมตรแรกใต้เปลือกโลก—มีมหาสมุทรอีกแห่งหนึ่ง น่าจะเป็นมหาสมุทรที่ใหญ่ที่สุดในโลก น้ำนี้ไม่ไหลเฉอะแฉะในสระใหญ่ ไม่มีปลาตัวใดมุดลงไปในน้ำลึก ในความเป็นจริง มหาสมุทรนี้เป็นเพียงน้ำในความหมายที่หลวมที่สุด: แตกตัวเป็นอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนที่ประกอบกัน และจับตัวกันทางเคมีกับหินที่อยู่โดยรอบ มหาสมุทรนี้จึงถูกกักเก็บไว้ หรือส่วนใหญ่เป็น
Denis Andrault และ Nathalie Bolfan-Casanova นักธรณีศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Clermont Auvergne ในฝรั่งเศส ได้พัฒนาแบบจำลองใหม่ที่แสดงให้เห็นว่าน้ำนี้อยู่ระหว่างการขนส่งมากกว่าที่เคยคิดไว้ เมื่อหินแข็งในชั้นเนื้อโลกซึ่งเป็นชั้นระหว่างเปลือกโลกและแกนกลางอิ่มตัวด้วยน้ำที่แตกตัวทางเคมี มันสามารถเปลี่ยนสภาพเป็นสารละลายหลอมเหลวที่อุดมด้วยน้ำได้ เมื่อมันเกิดขึ้น มันจะซึมกลับขึ้นไปบนเปลือกโลก นักวิจัยเรียกสิ่งนี้ว่าฝนปกคลุม
มากเท่ากับการหมุนเวียนของน้ำระหว่างชั้นบรรยากาศ ธารน้ำแข็ง ทะเลสาบ แม่น้ำ ชั้นหินอุ้มน้ำ และมหาสมุทร ส่งผลต่อระดับน้ำทะเล ปริมาณน้ำฝน ความถี่ของความแห้งแล้ง การแลกเปลี่ยนน้ำระหว่างเนื้อแมนเทิลกับพื้นผิวด้วย กำหนดความสามารถในการอยู่อาศัยของโลก นักวิทยาศาสตร์ทราบอยู่แล้วว่าน้ำสามารถถูกดึงลงมายังชั้นแมนเทิลได้โดยการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลกและนำกลับขึ้นมาสู่ผิวน้ำด้วยสิ่งต่างๆ เช่น การปะทุของภูเขาไฟ ช่องระบายความร้อนใต้ทะเล และการสร้างเปลือกโลกใหม่ที่ศูนย์กลางการแพร่กระจายของมหาสมุทร หากวัฏจักรของน้ำลึกระหว่างเนื้อโลกและพื้นผิวอยู่ในสมดุล ระดับน้ำทะเลของโลกก็จะคงที่ หากไม่เป็นเช่นนั้น โลกของเราอาจมีอยู่เป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่มหาสมุทรโลกเพียงแห่งเดียวไปจนถึงโลกที่แห้งแล้ง
ความสามารถในการอยู่อาศัยของโลกได้รับประโยชน์อย่างมากจากการที่ระดับน้ำทะเลของโลกยังคงค่อนข้างคงที่มาเป็นเวลาหลายพันล้านปี อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับเนื้อแมนเทิล มันอาจแตกต่างออกไปมาก การประมาณตามกลไกที่เข้าใจกันก่อนหน้านี้ของวัฏจักรน้ำลึกบ่งชี้ว่าน้ำเกือบสองเท่าถูกพัดพาเข้าไปในเนื้อโลกเมื่อถูกปล่อยกลับสู่ผิวน้ำ
Andrault กล่าวว่า “มีชั้นที่อยู่ลึกลงไปใต้พื้นผิวประมาณ 410 กิโลเมตรซึ่งสามารถกักเก็บน้ำไว้ได้มาก ความเข้าใจที่แพร่หลายกล่าวว่าน้ำควรอยู่ที่นั่นตลอดไป เขากล่าว หากเป็นเช่นนั้น น้ำบนผิวโลกจะลดลงอย่างช้าๆ และขังอยู่ในชั้นแมนเทิล
แต่นั่นคือที่มาของฝนปกคลุม
ในการศึกษาของพวกเขา Andrault และ Bolfan-Casanova แสดงให้เห็นว่าฝนปกคลุมอาจเพียงพอที่จะรักษาวัฏจักรของน้ำลึกให้สมดุล
ในการค้นพบฝนปกคลุม นักวิจัยได้พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแผ่นหินที่มุดตัวและน้ำที่จับตัวกันเป็นหินจมลึกลงไปในเนื้อโลก พวกเขาพบว่าเมื่อมันลงมา อุณหภูมิและความดันที่เพิ่มขึ้นจะทำให้หินละลายและปล่อยน้ำออกมา
“การละลายเป็นเหมือนสารละลาย” Andrault กล่าว “ลองจินตนาการถึงเม็ดทรายที่ผสมกันเหนียวๆ โดยมีโคลนผสมกัน โคลนก็คือฝนปกคลุม”
เมื่อหินละลายมากขึ้นและน้ำถูกปลดปล่อยออกจากหินมากขึ้น การละลายนี้จะเบาพอที่จะเริ่มลอยขึ้นได้ในที่สุด น้ำจะจับกับแร่ธาตุในเนื้อโลกส่วนบนและทำให้จุดหลอมเหลวลดลง ทำให้เกิดการหลอมเหลวมากขึ้นซึ่งปล่อยน้ำออกมามากขึ้น และวัฏจักรจะดำเนินต่อไป
แบบจำลองฝนปกคลุมของ Andrault และ Bolfan-Casanova โยชิโนริ มิยาซากิ นักวิทยาศาสตร์ด้านโลกและดาวเคราะห์แห่งสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าว “แสดงให้เห็นว่าอาจมีวิธีอื่นในการส่งน้ำไปยังพื้นผิวนอกเหนือไปจาก การพาความร้อนในระดับโลกของเปลือกโลกเอง”
“น้ำโดยทั่วไปไม่ชอบอยู่ในชั้นหิน” มิยาซากิกล่าว “มันจะหนีไปถึงจุดหลอมเหลวอย่างมีความสุขและไหลซึมขึ้นไป” Andrault กล่าวว่าจำเป็นต้องมีการทำงานมากกว่านี้เพื่อทำความเข้าใจขอบเขตที่น้ำไหลออกมาด้วยวิธีนี้
แบบจำลองฝนปกคลุมยังแสดงให้เห็นว่าขณะนี้มีมวลมหาสมุทรหนึ่งก้อนในเนื้อโลกตอนบน Andrault กล่าวว่า “ร่วมกับมหาสมุทรบนพื้นผิว” สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีน้ำอยู่บนผิวโลกเสมอ”
“เรายังมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับวัฏจักรของน้ำลึก” มิยาซากิกล่าว “แต่ความจริงอย่างหนึ่งก็คือว่ามันได้ทำงานอย่างน่าทึ่งเพื่อรักษาระดับน้ำทะเลเฉลี่ยของโลกให้ค่อนข้างคงที่ตลอด 500 ล้านปีที่ผ่านมา และอาจนานกว่านั้น เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการดำรงชีวิตให้มีชีวิตต่อไป”
