الماء في الوشاح: محيط خفي تحت أقدامنا سريع

الأصل: "Water-induced buoyancy controls transient water storage in the mantle transition zone"
arXiv:2602.13820 · 2026-02-14 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
في أعماق الأرض توجد طبقة يمكنها امتصاص الماء مثل الإسفنجة وإعادته مرة أخرى.

في أعماق الأرض، على بعد مئات الكيلومترات تحتنا، توجد طبقة يمكنها امتصاص الماء مثل الإسفنجة. المعادن هناك — وادسلايت (wadsleyite) ورينغووديت (ringwoodite) — يمكنها حبس ما يصل إلى 1-2% من وزنها ماءً داخل شبكتها البلورية. هذا يعني أن منطقة الانتقال في الوشاح (بين 410 و660 كم) قد تخفي ماءً أكثر من كل محيطات السطح مجتمعة. ولكن هل هذه الإسفنجة ممتلئة فعلاً؟

باحثو الدراسة الجديدة بنوا نموذجًا حاسوبيًا لتتبع مصير الماء في هذه الطبقة. جمعوا بين فيزياء الوشاح الصلب، وكيمياء المعادن، وتدفقات الحرارة. أظهر النموذج أن الماء الذي يدخل منطقة الانتقال لا يبقى هناك كوزن ثقيل. بل يجعل الصخر أخف، فيبدأ بالصعود ببطء — بسرعة سنتيمترات في السنة، ولكن بثبات. بعد عشرات الملايين من السنين، يصل هذا التيار الصاعد "الرطب" إلى الحدود حيث يتحول الوادسلايت إلى أوليفين (olivine)، وهنا يتحرر الماء.

الوادسلايت والرينغووديت هما نفس ذرات المغنيسيوم والحديد والسيليكون الموجودة في الأوليفين، لكنها معبأة بشكل أكثر كثافة بسبب الضغط الهائل في العمق. عند الصعود نحو السطح، ينخفض الضغط، وتتمدد البلورة، فتعصر الماء كما تعصر الإسفنجة المبللة.

الماء المنطلق يخفض درجة حرارة انصهار الصخر، فتتشكل قطرات من الذوبان. وهي أخف من الوشاح المحيط بها، لذا تواصل الصعود — بشكل أسرع، إما بالتسرب عبر الحبيبات الصلبة أو بالطفو كـ"فقاعات" منفصلة. عملية مماثلة تحدث أيضًا عند الحدود السفلية لمنطقة الانتقال: فمن الأعلى تهبط ألواح باردة (ألواح محيطية غاطسة) تحمل الماء أيضًا. على عمق حوالي 660 كم، تسخن، ويخرج الماء، وتبدأ الذوبانات الخفيفة رحلتها عائدة إلى الأعلى.

وهكذا، فإن منطقة الانتقال ليست مستودعًا بل محطة عبور. يبقى الماء هناك لفترة تتراوح بين 80 و430 مليون سنة، وفي أي لحظة يكون كميته قليلة — أقل من 0.1% من الوزن، أي أقل من خمس كتلة المحيط الحالي. لكن هذا يكفي لتنظيم مستوى الماء على السطح. إذا أصبح المحيط ضحلًا، يتخلى الوشاح عن بعض الرطوبة عبر البراكين؛ وإذا زاد الماء كثيرًا، يذهب جزء منه إلى الأعماق مع الألواح. هذا النظام الشبيه بالثرموستات قد يعمل أيضًا على كواكب صخرية أخرى، مما يساعدها على الحفاظ على محيطاتها لمليارات السنين.

تحتوي منطقة الانتقال في الوشاح على معادن، عند ضغط 130 000 ضغط جوي (أي ما يعادل وزن 1300 فيلًا على سنتيمتر مربع)، تعيد ترتيب شبكتها البلورية ويمكنها امتصاص الماء بداخلها — بكميات تعادل حجم عدة محيطات.

في رواية جول فيرن "رحلة إلى مركز الأرض"، يجد الأبطال محيطًا تحت الأرض — نموذجنا يظهر أن الماء قد يختبئ فعلًا في الوشاح، لكن ليس على شكل بحر، بل داخل البلورات.

العلماء
ArchimedesDaniel BernoulliLeonhard Euler
المفاهيم
أوليفين marine heatwave وشاح intertropical convergence zone soil moisture المنطقة القابلة للسكن thermocline توتر سطحي ماء سائل Ocean heat content محيط الصهارة ماء فائق التبريد ديناميكا الموائع في الوسائط المسامية قانون أرخميدس