Оказывается, глубоко внутри скалистой мантии Земли находится огромное количество воды, целый океан, который в несколько раз больше, чем все известные нам океаны нашей планеты.
![]()
Фото из открытых источников
Однако обнаруженная вода заключена внутри пород, состоящих из минерала рингвудита, и находится в молекулярно-связанном состоянии, что не позволяет воспользоваться ею по назначению.
Рингвудит находится в так называемой «переходной» зоне земной мантии, расположенной на глубине от 440 до 660 километров, между слоями раскаленных пород и ядром Земли. Рингвудит образует поверхностный слой мантии, который обладает способностью абсорбировать воду, как губка. Он является очень редким типом минерала, который образуется при высоких давлениях и температурах из минерала оливина.
Исследования показали, что благодаря своей молекулярной структуре, воду рингвудит может содержать не в виде жидкости, пара или льда, а только в виде гидроксид-ионов (связанные атомы кислорода и водорода), причем в условиях глубокой мантии количество впитываемой минералом воды огромное.
Несмотря на то, что специалисты давно подозревали о существовании воды, заключенной в так называемой переходной зоне мантии, прямых подтверждений этому до сих пор не было.
В марте группа исследователей обнаружила необычный алмаз, заключенный внутри рингвудита. Это был первый найденный экземпляр рингвудита, образовавшийся естественным образом в недрах нашей Земли (все остальные образцы были созданы в лабораторных условиях, либо найдены в метеоритах). В структуре минерала была найдена вода в измененном состоянии, и хотя на тот момент ученые не знали, что это вполне нормально, именно эта находка позволила предположить, что в переходной зоне земной мантии может находиться огромный водный резервуар.
Ранее ученые полагали, что благодаря кристаллической структуре рингвудита переходная зона мантии может удерживать воду, но то, что при этом меняется структура воды – даже не догадывались. Оказывается, если минерал движется в нижние слои мантии, в связи с увеличением давления и температуры происходит процесс плавки – своеобразный механизм избавления породы от воды.
В лабораторных условиях ученые провели эксперимент, для того чтобы понять, какие процессы происходят со структурой минерала, который спускается из переходной зоны к ядру Земли. Для синтезированного рингвудита воссоздали температуры и давления переходной зоны, а затем медленно увеличили температуру и давление, чтобы имитировать условия в нижней мантии. Постепенно рингвудит превратился в силикат перовскита, который в естественных условиях движется вглубь намного быстрее, чем рингвудит.
Сопоставив результат эксперимента с результатами замеров скорости сейсмических волн на разных глубинах (эти волны пропитывают Землю вплоть до ядра), специалисты получили подтверждение своим догадкам. Дело в том, что, измеряя скорость волн, можно понять, через какие типы горных пород они проходили. Через породы, насыщенные водой, волны проходят медленнее, чем через «сухие». В итоге ученые пришли к выводу: переходная зона земной мантии является стабильным водохранилищем!
Новые результаты исследований не только подтвердили сию догадку, но и подарили ученым возможность понять круговорот воды на Земле, а также более подробно изучить циркуляцию воды между поверхностью и внутренними водоемами нашей планеты. Кроме того, завидные размеры этого «резервуара» заставляют по-новому взглянуть на само происхождение воды на Земле. Ранее многие геологи считали, что вода была привнесена к нам кометами и метеоритами, которые сталкивались с Землей. Однако это открытие помогло выдвинуть альтернативную гипотезу: постепенно океаны просочились из внутренней части древней Земли. Это объясняет и то, почему вода постоянно циркулирует к подземным водам с ее поверхности и наоборот.
