Тема:

Геология и науки о Земле 2 суток назад

Огромный водный океан обнаружен в недрах Земли

Фрагменты минерала рингвудита, синтезированные в лаборатории. Предположительно этот минерал существует в мантии на глубинах в 500-700 километров

Огромный "резервуар" воды, в три раза превышающий объём всех океанов Земли, обнаружен глубоко под поверхностью нашей планеты. Человек воспользоваться таким ресурсам никак не сможет (эта вода находится в непривычном для нас агрегатном состоянии), однако данное открытие может помочь объяснить, как именно образовались моря планеты.

Вода, как уже было сказано, находится не в жидком состоянии и даже не похожа на лёд или пар. Она заключена внутри минерала рингвудита (ringwoodite), который хранится на глубине в 700 километров в мантии ― слое раскалённых пород между поверхностью Земли и её ядром. Рингвудит и вадслеит (wadsleyite) образуют поверхностный слой мантии Земли, который обладает примечательной способностью абсорбировать воду как губка.

Рингвудит является редким типом минерала, который образуется из более известного оливина при очень высоких температурах и давлении, например, таких, которые характерны для глубоких слоёв мантии.

Лабораторные исследования показали, что минерал может содержать воду, но не в виде жидкости, льда или пара. Вместо этого в ловушке молекулярной структуры рингвудита она представлена гидроксид-ионами. Существует нечто особенное о кристаллической структуре рингвудита, что позволяет ему заключать в себя воду. Этот минерал может содержать большое количество воды в условиях глубокой мантии.

Карта показывает расположение сейсмометров по всей Северной Америке (фото EarthScope).

Учёные давно подозревали, что так называемая переходная зона мантии, которая пролегает между слоями верхней и нижней мантии на глубине 410-660 километров от поверхности Земли, может содержать воду, заключённую в редких минералах. Однако прямых доказательств этому до сих пор не было.

Огромные размеры этого "резервуара" проливают новый свет на происхождение воды на Земле. Некоторые геологи считали, что вода была принесена кометами, которые столкнулись с нашей планетой. Однако новое открытие помогло выдвинуть альтернативную гипотезу: океаны постепенно просочились из внутренней части ранней Земли. Это объясняет и то, почему вода постоянно циркулирует с поверхности к подземным водам и наоборот.

"Это доказывает, что воды Земли возникли изнутри, – говорит геофизик Стивен Джейкобсен (Steven Jacobsen) из Северо-Западного университета. – Также результаты исследования могут объяснить, почему наши океаны сохранили свои размеры в течение миллионов лет".

Команда Джейкобсена использовала 2000 сейсмометров по всей территории Северной Америки, которые изучали сейсмические волны, порождённые более 500 землетрясениями. Эти волны перемещаются по "внутренностям" Земли (в том числе и по ядру) и могут быть обнаружены на поверхности. По сути, они окольцовывают Землю ― это похоже на вибрацию купола колокола.

Измеряя скорость волн на разных глубинах, команда смогла выяснить, какие типы горных пород проходили эти волны. Породы, насыщенные водой, были обнаружены, благодаря тому, что волна проходит через них медленнее, чем через "сухие" породы.

Алмазная наковальня, которая имитирует давление в недрах Земли. Между наконечниками (5 мм в диаметре) расположен кусок минерала, который претерпевает изменения, характерные тем, что происходят в мантии планеты (фото Steve Jacobsen/Northwestern University).

Джейкобсен заранее рассчитал, что произойдёт с волнами, если на их пути встретится содержащий воду рингвудит. Учёные вырастили минерал в лаборатории и подвергли образцы воздействию давления и температур, характерным глубинам в 700 километров.

Так исследователям удалось обнаружить признаки рингвудита в переходной зоне между верхним и нижним участком мантии. Давление горных пород, простирающихся на сотни километров, и высокая температура выше тысячи градусов по Цельсию делают воду не похожей на привычную нам форму.

К слову, исследования Джейкобсена касаются пока лишь каменных пород под территорией США. В дальнейшем учёный хотел бы понять, залегает ли огромный резервуар воды под всей планетой.

Научная статья была опубликована в издании Science.

Также по теме:
Мелкий алмаз поведал учёным о гигантских запасах воды в недрах нашей планеты
Установлен источник воды на Земле и Луне
Огромные запасы пресной воды таятся под Мировым океаном
Под Кенией обнаружены огромные запасы подземных вод
Комета Галлея могла стать причиной тотальной засухи и голода в 6 веке нашей эры
Жизнь могла зародиться глубоко под землёй
Температура земного ядра оказалась на 1000 градусов выше

Сегодня