364
Учені виявили два залізовмісні мінерали, які здатні утримувати значну кількість води навіть за температур і тиску, характерних для межі ядра та мантії Землі. Це відкриття може допомогти пояснити, де саме планета зберігає воду протягом мільярдів років і як вона повертається з надр у верхні шари мантії.
Команда з Університету Колорадо відтворила екстремальні умови в лабораторії. Зразки стискали між алмазними ковадлами й одночасно нагрівали лазером, створюючи середовище, близьке до того, що існує на величезній глибині. У таких умовах сформувалися нові мінеральні фази, які виявилися стабільними біля межі ядра та мантії.
За словами дослідників, ці мінерали можуть містити до 15% води за масою. Йдеться не про рідку воду в порах, а про атоми водню й кисню, хімічно зв’язані всередині кристалічної решітки. У приблизно 2,2 кілограма такого матеріалу теоретично може міститися кількість води, еквівалентна приблизно половині літра.
Якщо подібні мінерали були поширені на ранній Землі навіть у невеликій частці, вони могли утримувати величезні обсяги води. Це відкриває можливість існування глибокого резервуара, який у масштабі геологічного часу впливав на водний цикл планети.
Вода в мантії має дуже важливе значення. Вона змінює механічні властивості порід, робить їх пластичнішими, впливає на конвекцію та пов’язана з процесами, які підтримують рух літосферних плит і вулканізм. Навіть відносно невелика кількість води в мінералах може суттєво впливати на поведінку речовини на великій глибині.
Походження цієї води досі залишається предметом дискусій. За однією версією, вона потрапляє всередину планети разом із зануренням літосферних плит у зонах субдукції. Інша гіпотеза допускає, що частина води є первинною й збереглася в надрах ще від часу формування Землі.
Нові мінерали сумісні з обома сценаріями. Вони можуть бути довготривалими резервуарами, які накопичують воду, а потім передають її у верхні шари мантії. Подібні механізми можуть бути важливими й для інших кам’янистих планет, допомагаючи зрозуміти, чому одні світи зберігають воду мільярди років, а інші її швидко втрачають.
