지구 내부의 거대한 '바다'

태평양과 대서양 등의 바다의 용적은 137경(10의 18승) 입방미터로 추측되고 있으며 지구 위 수분의 97%를 차지한다고 합니다. 그러나 지구상의 해수에 뒤지지 않는 대량의 물이 지구의 내부에도 존재하고 있는 것으로 밝혀졌습니다.

Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond : Nature : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/nature/journal/v507/n7491/full/nature13080.html

Massive 'ocean' discovered towards Earth's core - environment - 12 June 2014 - New Scientist
http://www.newscientist.com/article/dn25723-massive-ocean-discovered-towards-earths-core.html

Massive 'ocean' discovered towards Earth's core

지구의 내부에 물이 존재하는지에 대해서는 전부터 과학자 사이에서 논의가 있었고 의견이 대립하는 문제였습니다. 최근 그 해답이 보이기 시작했습니다.

1969년에 운석 중에 링우다이트(ringwoodite)라고 불리는 감람석이 고압으로 굳어진 광물이 발견되었습니다. 링우다이트는 1%를 초과하는 중량의 수분을 흡수·유지할 수 있다는 특징을 가지고 있으며, 지구 내부의 맨틀에도 포함되어 있다고 생각되어 왔지만, 지구에서의 존재는 확인되지 않았습니다.

2014년 3월 캐나다 앨버타대학의 그레이엄 피어슨 박사 연구그룹은 지구상에서 처음으로 링우다이트를 발견했다고 과학지 Nature에 발표하면서 지구에도 링우다이트가 존재하는 것이 밝혀졌습니다. 피어슨 박사는 브라질 유이나에서 채취된 다이아몬드 덩어리를 X선 회절로 수년에 걸쳐 분석한 결과 약간의 링우다이트 성분이 포함되어 있는 것을 검출하는 데 성공했다고 합니다.

지구상에서의 링우다이트의 존재가 확인됨으로써 맨틀에 존재하는 링우다이트가 수분을 보유하고 있을 가능성이 강하게 추정되었는데, 2014년 6월 13일 과학지 Science에서 노스웨스턴 대학의 스티브 야콥센 박사 연구팀이 지하 700킬로미터의 링우다이트층에서 수분의 존재를 확인했다는 성과를 발표했습니다.

야콥센 박사는 2000대의 지진계를 사용하여 500종류의 지진파를 측정했습니다. 지진파는 통과하는 암석으로 인해 파동의 속도가 다르기 때문에 이 속도를 계측하는 방식으로 지하에 존재하는 암석의 종류를 조사할 수 있는데, 암석을 통과해 전해지는 지진파는 수분에서 속도가 감속합니다. 야콥센 박사는 지진파의 속도를 계측한 결과 수분으로 인한 감속이 확인되었고 지하 700킬로미터의 맨틀층을 2층으로 나누는 경계 부근에서 수분을 포함한 링우다이트의 존재를 확인했다는 것.

야콥센 박사에 따르면 지하 700킬로미터의 온도·압력 하에서 물은 링우다이트에서 짜내지듯 입자간에 존재한다고 합니다. 이번 발견으로 지구 내부에는 지구 표면 해수의 3배에 달하는 수분이 포함되어 있다고 추정되고 있으며 “지구 표면의 해수는 지구 내부의 맨틀에서 왔다는 충분한 증거가 된다”고 야콥센 박사는 보았습니다.