Вода определяет существование жизни на Земле, но происхождение земных запасов до сих пор остается открытым вопросом. Новое исследование указывает, что часть этой воды может храниться в мантии с момента формирования планеты миллиарды лет назад. Речь идет о резервуаре у самой границы ядра и мантии.
Группа исследователей описала два ранее неизвестных соединения железа, которые удерживают воду при давлениях и температурах глубинных недр. Результаты дополняют представления о круговороте воды и внутреннем строении планеты.
В глубинах Земли вода играет более значимую роль, чем может показаться. Она влияет на движение тектонических плит, участвует в вулканических процессах и меняет механические свойства горных пород. При этом она существует не в жидком виде, а химически связана внутри минералов коры и мантии.
До сих пор не было ясности, какие именно минералы способны хранить воду в течение длительного времени в условиях нижней мантии. Чтобы проверить это, ученые воссоздали глубинные условия прямо в лаборатории. Крошечные образцы сжимали между двумя алмазами и нагревали лазерами.
Давление в эксперименте достигало примерно двух миллионов атмосфер, а температура поднималась до 2500 градусов Цельсия. Такие параметры соответствуют глубине около 2900 километров от поверхности. Это как раз область границы ядра и мантии.
В этих условиях образовались два неизвестных ранее оксигидроксида железа, Fe5O12Hx и Fe7O12Hx. Интересно, что соединения возникали не только из богатых водой исходных материалов, но и из образцов, почти не содержавших воду.
Леонид Дубровинский, исследователь Баварского института экспериментальной геохимии и геофизики Байройтского университета и один из авторов работы, сказал:
Похоже, что даже очень малых количеств водорода достаточно для образования этих богатых водой соединений железа.
По данным исследования, новые оксигидроксиды удерживают воду в широком диапазоне условий нижней мантии и могут вмещать как первичную, так и переработанную воду. Первичная вода досталась планете со времен ее формирования, а переработанная попадает вниз вместе с погружающимися плитами.
Ман Лянцзе, бывший аспирант Баварского института и один из авторов исследования, добавил:
Эти минералы также могли бы хранить воду, которая переносится глубоко в Землю движением тектонических плит. Поскольку соединения очень плотные, они, вероятно, оставались бы у границы ядра и мантии и удерживали бы там воду на геологических масштабах времени.
Эксперимент показывает, что соединения подходят на роль хранилищ воды в глубокой мантии, но не доказывает их естественного присутствия в недрах планеты.
Для подтверждения потребуются косвенные геофизические данные, например аномалии в скорости сейсмических волн у границы ядра. Пока же находка дает новое направление поиска древней земной воды.
Источник новости: shazoo.ru
