311
Учені виявили два залізовмісні мінерали, які здатні утримувати значну кількість води за надзвичайно високих температур і тиску поблизу межі ядра та мантії Землі. Такі умови існують на глибині приблизно 2900 кілометрів, де звичайні поверхневі мінерали давно втратили б стабільність. Відкриття може допомогти пояснити, як вода пережила мільярди років геологічної еволюції планети й звідки вона надходить у верхні шари мантії.
Команда з Університету Колорадо відтворила глибинні умови в лабораторії. Зразки стискали між алмазними ковадлами, створюючи величезний тиск, а потім нагрівали лазерами. У таких експериментах сформувалися нові мінеральні фази, які виявилися стабільними в умовах, близьких до тих, що панують біля межі ядра та мантії.
За словами мінералога Стіва Джейкобсена, ці сполуки можуть містити до 15% води за масою. Йдеться не про рідину в порах, а про водень і кисень, хімічно вбудовані в кристалічну структуру. У приблизно 2,2 кілограма такого матеріалу теоретично може бути еквівалент близько пів літра води.
Якщо подібні мінерали були достатньо поширені в ранній Землі, навіть невелика їхня частка могла утримувати величезні запаси води. Це додає новий елемент до глобального водного циклу, який охоплює не лише океани, атмосферу й верхню мантію, а й значно глибші області планети.
Вода в мантії має важливе значення для геології. Вона змінює пластичність гірських порід, впливає на їхню температуру плавлення, конвекцію та процеси, пов’язані з рухом літосферних плит і вулканізмом. Навіть відносно невеликі концентрації водню можуть помітно змінювати фізичні властивості мінералів.
Походження глибинної води залишається предметом дискусії. За однією версією, вона потрапляє в мантію разом із літосферними плитами, що занурюються в зонах субдукції. Інша гіпотеза припускає наявність первинної води, яка зберігається в надрах ще від часу формування Землі.
Нові мінерали сумісні з обома сценаріями. Вони могли б працювати як довготривалі резервуари, накопичуючи воду на великих глибинах і поступово передаючи її в інші шари. Подібні механізми також можуть бути важливими для розуміння еволюції інших кам’янистих планет.
