Vattenhaltiga mineral (pyroxen och olivin) från jordens mantel. Foto: Henrik Skogby

Vattenkomponenter i mineral

Inom projektet utför vi experiment och undersökningar för att besvara frågor angående mängden av vattenkomponenter i mantelmineralen. En avgörande fråga gäller huruvida de uppmätta halterna är representativa för de egentliga halterna i manteln, eller om det är möjligt att förändringar har skett under de geologiska processer som fört material från manteln till jordytan.

Innehåll på sidan

Projektöversikt
Projektbeskrivning
Finansiärer
Utvalda publikationer
Projektdeltagare

Forskningsområden: Geovetenskap

Forskningsämnen: Vatten i jordens inre, Hydrerade och ohydrerade mineral

Projektöversikt

Projektperiod: 2012 – 2024

Medverkande enheter vid museet: Enheten för geovetenskap, GEO

I jordens övre mantel, som sträcker sig från jordskorpans undersida ned till ett djup av cirka 460 km, är de hydrerade mineralen i allmänhet ej stabila p.g.a. de förhållanden som där råder. Man har därför tidigare ansett att manteln normalt inte innehåller några större mängder vattenkomponenter. Men vid närmare undersökningar av vanliga mantelmineral har det visats att de flesta av dessa mineral (pyroxen, olivin, granat) innehåller förhållandevis höga halter av ”vatten” i form av OH-, upp till ungefär en tiondels procent. På grund av den övre mantelns stora volym förefaller dessa halter totalt sett motsvara en vattenmängd som kan vara större än den som finns världshaven.

Projektbeskrivning

Inom projektet utför vi experiment och undersökningar för att besvara frågor angående mängden av vattenkomponenter i mantelmineralen. En avgörande fråga gäller huruvida de uppmätta halterna är representativa för de egentliga halterna i manteln, eller om det är möjligt att förändringar har skett under de geologiska processer som fört material från manteln till jordytan. Genom experiment vid höga temperaturer studerar vi vätets mobilitet och koppling till redox-reaktioner där även järn deltar.

I ett delprojekt undersöks även vattenkomponenter i kristaller från vulkaniska bergarter. Ett vulkanutbrotts intensitet beror till stor del på hur mycket vatten och andra flyktiga ämnen som finns lösta i den magma som orsakat utbrottet. Eftersom magman till stor del avgasas när den kommer upp till ytan och bildar lava, är det svårt att i efterhand uppskatta vattenandelen i magman. I projektet, som bedrivs i samarbete med vulkanologer, använder vi oss av de bevarade vattenkomponenterna i pyroxenkristaller från lavorna för att beräkna hur mycket vatten som fanns i magman innan eruptionstillfället.

Finansiärer

Vetenskapsrådet

Utvalda publikationer

Radu, IB., Skogby, H., Troll, V.R., Deegan, F.M., Geiger, H., Muller, D. and Thordarson, T. (2023): Water in clinopyroxene from the 2021 Geldingadalir eruption of the Fagradalsfjall Fires, SW-Iceland. Bull Volcanol 85, 31 (2023). https://doi.org/10.1007/s00445-023-01641-4 Länk till annan webbplats.
Jiang, P., Liu, H., Skogby, H., Chen, R. and Yang, X. (2021): Water in omphacite fingerprints the thermal history of eclogites. Geology 2021; 50 (3): 316–320. doi: https://doi.org/10.1130/G49566.1 Länk till annan webbplats.
Nazzareni, S., Barbarossa, V., Skogby, H., Zanon, V. & Pettrelli, M. (2020): Magma water content of Pico Volcano (Azores Islands, Portugal): a clinopyroxene perspective. Contributions to Mineralogy and Petrology (2020) 175:87. https://doi.org/1007/s00410-020-01728-7 Länk till annan webbplats.
Weis, F.A., Bellucci, J.J., Skogby, H., Stalder, R., Nemchin, A.A. and Whitehouse, M.J. (2017): Water content in the Martian mantle: a Nakhla perspective. Geochimica Cosmochimica Acta 212, 84-98. https://doi.org/1016/j.gca.2017.05.041 Länk till annan webbplats.