Огромный резервуар воды был обнаружен на глубине 700 километров под поверхностью Земли. Вода заключена внутри минерала под названием рингвудит. Объем воды, скрытый в этом глубоком резервуаре, примерно в три раза превышает объем всех поверхностных океанов планеты вместе взятых, согласно исследованию, которое впервые появилось в журнале Science.
Это открытие напрямую бросает вызов давней теории о том, что вода на Землю была занесена кометами, пишет Indian Defence Review. Вместо этого оно поддерживает иную идею: океаны постепенно просачивались из недр планеты на протяжении миллионов лет. Исследование также предполагает, что этот глубокий резервуар может выступать в роли природного буфера, поддерживая стабильность объема поверхностных океанов в геологических масштабах времени.
Сеть из 2000 сейсмометров
Исследовательская группа под руководством геофизика Стивена Якобсена из Северо-Западного университета использовала необычно большой массив приборов для обнаружения воды. Они разместили более 2000 сейсмометров по всей территории США и проанализировали сейсмические волны, вызванные более чем 500 землетрясениями. Якобсен отметил, что эти волны заставляют планету "звенеть, как колокол, в течение нескольких дней после события".
Когда эти волны проходили через недра Земли, их скорость менялась в зависимости от того, через какой тип горной породы они проходили. Когда волны двигались сквозь водосодержащую породу, они заметно замедлялись. Это замедление подсказало команде Якобсена, что переходная зона – слой мантии на глубине 700 километров, разделяющий верхнюю и нижнюю области мантии, – содержит значительное количество воды, запертой внутри рингвудита.
Якобсен также подтвердил находку в своей лаборатории. Он вырастил образцы рингвудита и подверг их воздействию колоссального давления и температур, соответствующих условиям на глубине 700 километров. Эксперименты показали, что минерал действительно может удерживать большие объемы воды в таких условиях. На этой глубине давление и температура как раз подходят для того, чтобы "выдавливать" воду из рингвудита.
Физическое доказательство из алмаза
Сейсмические данные были не единственным аргументом. Грэм Пирсон, исследователь алмазов и директор Школы обучения и исследований в области разведки алмазов при Альбертском университете, предоставил физическое доказательство из неожиданного источника: алмаза.
Этот алмаз зародился в переходной зоне и был вынесен на поверхность в результате извержения вулкана. Внутри него Пирсон обнаружил крошечный образец рингвудита, содержащий воду. Это стало первым прямым физическим доказательством наличия гидратированного, или водосодержащего, рингвудита из глубоких недр Земли. Пирсон является одним из ведущих мировых ученых в области изучения алмазов и стал пионером в методах датирования мельчайших геологических образцов.
"После нашего первого отчета о гидратированном рингвудите мы нашли еще один кристалл рингвудита, также содержащий воду, так что теперь доказательства очень убедительны", – заявил Пирсон.
Якобсен описал глубокую породу так, будто она потеет. "Это порода с водой вдоль границ между зернами, почти как если бы они потели", – разъяснил он.
Естественный буфер для поверхностных океанов
Открытие меняет представления ученых о том, откуда взялась вода на Земле. У старой "кометной" теории были проблемы: химический состав кометной воды не полностью совпадает с водой в океанах Земли. Глубокий резервуар дает более правдоподобное объяснение.
"Это веское доказательство того, что вода на Земле появилась изнутри", – подчеркнул Якобсен.
Скрытая вода также может служить природным буфером для поверхностных океанов. Якобсен предположил, что резервуар мог бы помочь объяснить, почему объемы океанов оставались относительно стабильными в течение миллионов лет, предотвращая резкие изменения уровня моря. Он заметил, что без этого глубокого хранилища большая часть этой воды оказалась бы на поверхности.
"Мы должны быть благодарны за этот глубокий резервуар", – добавил Якобсен. "Если бы его там не было, вода была бы на поверхности Земли, и верхушки гор были бы единственной сушей, торчащей наружу".
Тепло и тектонические связи
Резервуар находится в переходной зоне мантии, расположенной между верхней и нижней мантией. На этой глубине условия позволяют воде медленно перемещаться сквозь породу. По словам профессора Франка Бренкера, геофизика из Франкфуртского университета имени Гёте, "эти минеральные преобразования значительно затрудняют движение горных пород в мантии".
Вода, запертая в рингвудите, вероятно, играет решающую роль в регулировании тепла и перемещении материала между мантией и поверхностью Земли. Это может влиять на тектоническую активность и стабильность земной коры в геологических временных масштабах.
Пока доказательства наличия влажного рингвудита получены на основе измерений под территорией США. Теперь Якобсен хочет определить, простирается ли глубокий резервуар воды по всей планете.
Ранее УНИАН сообщал, что в 1964 году ученые открыли животное, которое спит только наполовину.
