3141
Глибоко під поверхнею Землі, на відстані тисяч кілометрів від океанів і річок, може існувати значний резерв води, який раніше майже не враховували у глобальному водному циклі. Йдеться не про звичайний підземний океан, а про воду, хімічно зв’язану всередині мінералів нижньої мантії — аж поблизу межі мантії та зовнішнього ядра на глибині до приблизно 2900 кілометрів.
Науковців давно цікавлять так звані області наднизьких швидкостей сейсмічних хвиль, які розташовані поблизу межі ядра і мантії. Коли хвилі від землетрусів проходять крізь ці ділянки, вони поводяться інакше, ніж очікується для звичайної мантійної речовини. Одне з можливих пояснень полягає в тому, що хімічний склад мінералів у цих зонах відрізняється, а частина речовини може містити водень і, відповідно, воду у зв’язаному стані.
Щоб перевірити цю ідею, дослідники відтворили екстремальні умови глибоких надр у лабораторії. Крихітні зразки стискали між алмазами під колосальним тиском і нагрівали лазером до температур, які відповідають нижній мантії. Саме за таких умов вдалося отримати два раніше невідомі залізовмісні мінерали, здатні включати в свою кристалічну структуру відносно значну кількість водню.
Це принципово змінює картину: вода в надрах може зберігатися не у вигляді рідини, а буквально бути частиною мінеральної решітки. За тиску і температури поблизу ядра звичайна вода не могла б існувати так, як на поверхні, проте водень і кисень можуть залишатися «замкненими» у твердих мінералах протягом геологічних епох.
Дослідники припускають, що такі щільні мінерали могли сформуватися ще в ранній історії Землі, коли первісний магматичний океан поступово охолоджувався. Через високу густину вони могли опускатися все глибше й зрештою концентруватися біля межі між мантією та ядром. Якщо цей сценарій правильний, частина земної води могла бути захована в надрах ще з дуже давніх часів.
Поки що науковці не можуть точно сказати, скільки води здатні утримувати ці мінерали у масштабах усієї планети. Так само залишається відкритим питання, наскільки активно ця вода повертається у верхні шари через мантійні потоки та вулканізм. Проте результати показують, що водний цикл Землі може бути набагато глибшим, ніж схема «океан — атмосфера — суходіл», знайома зі шкільних підручників.
Якщо подальші дослідження підтвердять значний обсяг такого резерву, це допоможе краще зрозуміти не лише походження земної води, а й еволюцію мантії, вулканізму та руху речовини всередині планети.
