Значительное количество воды может присутствовать глубже в мантии, чем ранее считалось возможным, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Proceedings of the National Academy of Sciences.
Каждый школьник знает о круговороте воды - испарение, конденсация, выпадением осадков. Но что, если в геологическом временном масштабе существует еще один аспект этого процесса, связанный с глубокими слоями Земли, и что, если именно он делает нашу планету идеальной для поддержания жизни, какой мы ее знаем?
Новая работа демонстрирует, что минерал стишовит способен хранить и транспортировать большое количество воды даже в экстремальных условиях, подобных тем, которые обнаружены в нижней мантии Земли.
Это важно, потому что означает, что значительные количества воды могут присутствовать дальше в мантии, чем считалось ранее, указывая на то, что возможен полный круговорот воды в мантии.
«Чтобы спуститься в мантию, вода должна быть включена в минералы на поверхности и затем стабильно поддерживаться в этих структурах в условиях, находящихся глубоко внутри планеты», - пояснил ведущий автор Лин.
Исследователи изучали в лаборатории минерал стишовит, который представляет собой форму кварца под высоким давлением, когда находится в воде в условиях высокого давления и температуры. Мы уже знаем, что значительное количество воды может храниться в силикатных минералах в верхней мантии Земли - на глубине от 100 до 670 километров. Но команда исследовала стишовит и воду в смоделированных условиях, подобных тем, которые обнаружены в нижней мантии – на глубине от 670 до 2900 километров. Считалось, что в нижней мантии гораздо меньшее количество воды может стабильно храниться в минералах.
«Стишовит является минералом на основе кремнезема и основным компонентом океанической коры, - объяснил Мао. - В тектонике плит есть области, называемые зонами субдукции, где океаническая плита скользит под континентальной плитой, погружаясь с поверхности Земли в ее глубины. Когда это происходит, стишовит переносится в мантию».
Обнаружение алмазов с водосодержащими минеральными включениями на глубине примерно до 700 километров в мантии, показало, что вода действительно доходит так далеко, если она находит подходящий минерал, с помощью которого можно совершить путешествие.
Стишовит является одним из таких минералов, но способен ли он приводить воду еще глубже, в нижнюю мантию? Это исследователи и намеревались открыть.
Они подвергали крошечные образцы стишовита воздействию воды в диапазоне от примерно 320 000 до 510 000 раз нормального атмосферного давления и нагревали его до диапазона примерно от 1000 до 1500 градусов по Цельсию, имитируя градиент при переходе из условий верхней мантии в условия более низкой мантии. Примечательно, что они обнаружили, что стишовит может вместить большое количество воды даже в этих условиях.
«Если вода может храниться в минералах при более низких давлениях
и температурах мантии, это может указывать на глобальный
круговорот воды, происходящий в очень длительных геологических
масштабах времени, - пояснил Уолтер. - Это может изменить наше
понимание того, как глубокое внутреннее устройство планеты может
влиять на содержание воды на поверхности и контролировать
его».
[Фото: eurekalert.org]
