Тема:

Геология и науки о Земле 3 суток назад

"Космический" лёд в алмазах рассказал о воде, текущей на рекордных глубинах

Внутри драгоценных камней оказалась вода в экзотическом состоянии.
Иллюстрация Global Look Press.

Вкрапления так называемого льда VII в драгоценные камни стали свидетельством существования жидкой воды на границе верхней и нижней мантии. Это первый случай, когда эта модификация льда обнаруживается на Земле в естественных условиях, и первое свидетельство существования химически свободной воды на таких глубинах. Об открытии сообщает научная статья, опубликованная в журнале Science командой во главе с Оливером Чаунером (Oliver Tschauner) из Университета Невады, США.

Со школьной скамьи нам известно, что вещество бывает газообразным, жидким и твёрдым. Однако у твёрдого состояния существует несколько разновидностей или, как говорят специалисты, фаз. Они отличаются друг от друга строением кристалла. У льда таких фаз открыто больше десятка, и они пронумерованы римскими цифрами. Между прочим, есть среди них и лёд IX, к счастью, не имеющий ничего общего со страшным веществом, придуманным Воннегутом.

Лёд VII до сего дня специалисты видели только в лаборатории. И не мудрено: ведь он образуется при давлении в 210 тысяч атмосфер. Правда, астрономы считают, что подобная экзотика встречается на дне водного океана на Титане и в недрах богатых водой планет.

Однако команда Чаунера обнаружила вкрапления этого вещества во вполне земных алмазах. Драгоценные камни были собраны в Китае, Сьерра-Леоне, Ботсване, Заире и ЮАР.

Как отмечает ресурс Phys.org, минералы образовались при температуре более 500 градусов Цельсия и давлении, соответствующем глубинам в 600–800 километров. Это переходный слой между верхней и нижней мантией. На поверхность планеты они попали благодаря мантийной конвекции. По мере движения алмазов к поверхности и падения температуры вода внутри них перешла в состояние "льда-7". Исходно она была жидкой.

"Богатый водой внутренний мир" нашей планеты для учёных не новость. По оценкам экспертов, недра Земли, включая ядро, мантию и кору, могут содержать живительную влагу в объёме 90 Мировых океанов. Однако до сих пор геологи полагали, что на больших глубинах вода химически связана в кристаллогидратах. Работа Чаунера – первое доказательство существования свободной воды так глубоко под землёй.

Как уточняет журнал Science, вместе со льдом были обнаружены крошечные кристаллы кальцита и различных солей. Таким образом, вода в глубинах мантии отнюдь не пресная, что, впрочем, не удивительно.

Исследование не отвечает на вопрос о размере резервуаров этой воды и о том, насколько часто они встречаются. Тем не менее, вкрапления льда в алмазах из разных частей света указывают на то, что это явление планетарного масштаба.

Открытие свободной жидкой воды на таких глубинах может серьёзно повлиять на модели движения вещества в мантии, порождающего тектонику литосферных плит, а в конечном счёте – землетрясения, извержения вулканов и другие подобные процессы.

К слову, благодаря работе группы Чаунера лёд VII уже признан Международной минералогической ассоциацией (IMA) в качестве нового минерала. Любопытно, что открытие было сделано в сущности случайно. Никто не предполагал найти в этих алмазах экзотический лёд.

"Мы искали углекислый газ, – признаётся Чаунер. – На самом деле мы все ещё ищем его".

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о других сюрпризах из глубин мантии: резервуарах кислорода и углерода, "реликтовом веществе", помнящем первозданную Землю, и окисленном железе, немало удивившем геологов.

Сегодня