Mokslininkai įrodė, kad pro giliavandenių plyšių zonas gali patekti daug didesnis vandens kiekis iš Žemės vandenynų į viršutinę mantijos dalį, negu manyta anksčiau.

Manoma, jog visas šis procesas vyksta dėl subdukcijos. Subdukcija – tai geologinis procesas, kai viena Žemės litosferos plokštė slenka po kita litosferos plokšte. Paprastai šis procesas stebimas okeaninės plokštės ir kontinentinės plokštės sandūroje. Okeaninė plokštė, būdama tankesnė (mat yra sudaryta iš tankesnių uolienų) palenda po kontinentine plokšte. Šioje sandūroje, vadinamoje subdukcijos zonoje, formuojasi giliavandenis lovys (dar vadinamas įduba).

Seisminis modeliavimas

Liverpulio seismologai paskaičiavo, jog per visą Žemės egzistavimą, vien Japonijos subdukcijos zona galėjo transportuoti apie trečdalį visos Žemės dabartinių vandenynų vandens masės tiesiai į vandenyninę plutą.

Naudojant seisminio modeliavimo metodus mokslininkai išanalizavo žemės drebėjimų duomenis, kurie vyko 100 km žemiau žemės paviršiaus Wadati-Benioff zonoje (tai seismiškai aktyvi teritorija subdukcijos zonoje, kur vandenyninė plutos plokštė lenda po kontinentine, netoli Japonijos).

Šių žemės drebėjimų seisminių bangų analizė rodo, jog drebėjimai plito 1-2 km spinduliu mažu seisminiu greičiu. Šioje plyšio zonoje seisminės bangos keliavo lėčiau nei visoje subdukcijos zonoje, nes jūros vanduo, kuris filtravosi per plyšio zoną, reagavo su vandenyninės plutos uolienomis ir suformavo serpentinitą - mineralą, savo sudėtyje talpinantį vandenį.

Dalis vandens, patekusio į mantiją dėka šių hidratuotų plyšių zonų, yra išlaisvinamas kuomet tektoninė plokštė dėl nirimo įkaista. Kartu įkaitęs vanduo sukelia mantijos uolienų tirpimą, kas savo ruožtu sukelia ugnikalnių kūrimąsi virš subdukcijos zonos. Kita dalis vandens keliauja giliau į mantiją.

"Jau seniai buvo žinoma, kad subdukcijos zonose vandenynų vanduo patenka giliau į mantiją", - sakė Tom Garth, žemės drebėjimų mokslinių tyrimų grupės narys, vadovaujamas prof. Andreas Rietbrock.

"Šiam vandeniui sukėlus mantijos tirpimą, dalis vandens grįžta į atmosferą. Tačiau kita dalis vandens gali patekti giliai į mantiją ir iš ten nebeištrūkti".

Dideli kiekiai vandens giliai žemėje

"Mes ištyrėme, jog plyšių zonų, susidariusių vandenyninėje įduboje, esančioje netoli šiaurinės Japonijos pakrantės, gyliai gali siekti net 150 km. Per šias hidratuotas plyšių zonas gali patekti dideli vandens kiekiai iš vandenyno tiesiai į mantijos gilumą. Tai patvirtina teoriją, kad po žeme gali būti susikaupę milžiniški kiekiai vandens".

Suvokimas, kiek vandens galėtų būti ten prisikaupę, galėtų padėti išsiaiškinti kaip vyksta konvekcija mantijoje (medžiagų mainai), kaip ji tirpsta. Po to galbūt būtų galima išsiaiškinti kaip prasidėjo plokščių tektonika bei kaip susiformavo visa kontinentinė pluta.