Резервний запас води на Землі: резервуар зберігає втричі більше вологи, ніж у всіх океанах планети

Глибоко під поверхнею планети міститься величезний резервуар води, який, за оцінками, містить утричі більше води, ніж усі океани на поверхні Землі. Нове дослідження показує, як він опинився замкненим у перехідній зоні планети, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Прихований запас води в надрах Землі

У 2014 році група американських учених використовувала 2000 сейсмометрів для вивчення сейсмічних хвиль, отриманих від більш ніж 500 землетрусів. Команда вивчила швидкість хвиль на різних глибинах і змогла визначити, через які породи проходили хвилі, перш ніж досягти датчиків. Результати вказують на те, що на глибині близько 700 кілометрів під нашими ногами, у "перехідній зоні" між нижньою і верхньою мантією, знаходиться порода під назвою рингвудит.

Відомо, що рингвудит утворюється тільки під високим тиском, характерним для центру нашої планети. За всю історію було виявлено лише один зразок із надр Землі — він також був знайдений у метеоритах — укладений усередині крихітного алмазу. Рингвудит містить воду, але не в рідкому вигляді, а укладену всередині молекулярної структури мінералу.

За словами співавтора дослідження, геофізика Стіва Якобсена, рингвудит подібний до губки, що вбирає воду. Вони також виявили, що в кристалічній структурі рингвудиту є щось зовсім особливе, що дає змогу йому притягувати водень і утримувати воду. Вчені дійшли висновку, що цей мінерал може містити велику кількість води в умовах глибокої мантії.

Втричі більше води, ніж у всіх земних океанах на поверхні

Попередні експерименти вже показали, що рингвудит може містити до 1,5% води, а виявлені сейсмічні хвилі підтверджують наявність води в породі під нашими ногами. Підрахунки вчених показують: якщо всього 1% породи в перехідній зоні становить вода, це вказує на те, що вона містить утричі більше води, ніж усі поверхневі океани Землі. Це узгоджується з результатами нового дослідження.

За словами іншого співавтора дослідження, сейсмолога Брендона Шмандта, якщо в перехідній зоні присутня значна кількість води, то плавлення має відбуватися в областях, де є приплив води в нижню мантію.

Команда вважає, що дослідження підтверджує, що вода в надрах планети "сталася зсередини". Автори також вважають, що їм нарешті вдалося виявити докази загальноземного колообігу води, здатні допомогти пояснити величезну кількість вологи, прихованої під поверхнею нашої планети. До слова, вчені десятиліттями шукали докази цієї "відсутньої глибини".

Як така кількість води потрапила в надра Землі

Попри те, що дані вказують на наявність великої кількості води в перехідній зоні мантії, досі точаться дискусії щодо того, як вона потрапила в надра Землі: чи спочатку вона була всередині планети, чи проникла з поверхні.

У новому дослідженні вчені вивчили зразки, взяті з великої магматичної провінції на півдні Китаю, яку пов'язують з активністю мантійного плюму. Команда вивчила вміст важких ізотопів бору в породі й виявила, що їхні рівні виходять за рамки відомих складів мантії та більше відповідають значенням, виявленим у серпентинітах.

Результати вказують на те, що субдукція океанічної літосферної мантії може переносити величезні обсяги води в надра планети, що призвело до формування величезного "підземного океану". Ця вода потім захоплюється підйомом матеріалу плюму, що залягає глибоко і повертається на поверхню Землі.

Утім, поки рано стверджувати, що вся внутрішня вода Землі з'явилася саме звідти. Однак дані чітко вказують на те, що вода може занурюватися в Землю в міру занурення земної кори, а потім знову повертатися в земний цикл у геологічному масштабі часу. Для подальшого розкриття цієї таємниці необхідні додаткові дані, можливо, з інших куточків світу.

Раніше Фокус писав про те, що в надрах Землі знайшли континентальний запас води, але є проблема: його охороняють сплячі вулкани.