แบบจำลองใหม่แนะนำ “ฝนปกคลุม” จากภายในชั้นปกคลุมของโลกเพื่อให้แน่ใจว่าเราจะมีพื้นผิวมหาสมุทรเสมอ
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 ส่งผลกระทบต่อระดับน้ำทะเล ปริมาณน้ำฝนที่มาก และความถี่ของความแห้งแล้ง การแลกเปลี่ยนน้ำระหว่างเสื้อคลุมกับพื้นผิวด้วย กำหนดความเป็นอยู่ของแผ่นดิน นักวิทยาศาสตร์รู้อยู่แล้วว่าน้ำสามารถลากลงไปที่เสื้อคลุมได้โดยการซับแผ่นเปลือกโลกและนำกลับมาที่พื้นผิวด้วยสิ่งต่างๆ เช่น การระเบิดของภูเขาไฟ ช่องระบายความร้อนด้วยไฮโดรเทอร์มอล และการสร้างเปลือกโลกใหม่ที่ศูนย์กลางการแพร่กระจายของมหาสมุทร หากวัฏจักรของน้ำลึกระหว่างเสื้อคลุมและพื้นผิวอยู่ในสมดุล ระดับน้ำทะเลของโลกจะคงที่ หากไม่เป็นเช่นนั้น โลกของเราสามารถดำรงอยู่เป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่มหาสมุทรโลกที่เป็นเอกพจน์ไปจนถึงโลกที่ผึ่งให้แห้ง
ความสามารถในการอยู่อาศัยของโลกได้รับประโยชน์อย่างมากจากข้อเท็จจริงที่ว่าระดับน้ำทะเลของโลกยังคงค่อนข้างคงที่เป็นเวลาหลายพันล้านปี อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาก่อนหน้านี้ของเสื้อคลุม มันอาจจะแตกต่างกันมาก การประมาณโดยอิงจากกลศาสตร์ที่เข้าใจกันก่อนหน้านี้ของวัฏจักรของน้ำลึกแนะนำว่าเกือบสองเท่าของการนำน้ำเข้าไปในเสื้อคลุมเมื่อปล่อยกลับสู่ผิวน้ำ
Andrault กล่าวว่า “มีชั้นที่อยู่ลึกลงไปใต้พื้นผิวประมาณ 410 กิโลเมตรซึ่งสามารถกักเก็บน้ำไว้ได้มาก ความเข้าใจที่แพร่หลายกล่าวว่าน้ำควรอยู่ที่นั่นตลอดไป เขากล่าว หากเป็นเช่นนั้น น้ำบนผิวโลกจะลดลงอย่างช้าๆ และขังอยู่ในชั้นแมนเทิล
แต่นั่นคือที่มาของฝนปกคลุม
ในการศึกษาของพวกเขา Andrault และ Bolfan-Casanova แสดงให้เห็นว่าฝนปกคลุมอาจเพียงพอที่จะรักษาวัฏจักรของน้ำลึกให้สมดุล
เพื่อที่จะค้นพบฝนที่ปกคลุม นักวิจัยได้พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแผ่นหินและน้ำที่มีหินปกคลุมจมลึกลงไปในเสื้อคลุม พวกเขาพบว่าเมื่อมันลงมา อุณหภูมิและแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นทำให้หินละลายและปล่อยน้ำออกมา
Andrault กล่าวว่า “การหลอมเหลวเป็นเหมือนของเหลวข้นหนืด” “ลองนึกภาพเม็ดทรายที่เหนียวนุ่มซึ่งติดกาวระหว่างกันด้วยโคลน—โคลนคือฝนที่ปกคลุมอยู่”
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”
