Огромные запасы воды, в три раза превышающие объем мирового океана, обнаружены в недрах Земли. Это открытие может бросить свет на происхождение воды на нашей планете.
Вода эта содержится в горной породе рингвудит, которая залегает на глубине 700 км в земной мантии. Это форма уже давно известного минерала оливина, из которого в основном состоит земная мантия.
Огромные размеры этого водного резервуара подтверждают гипотезу о том, что вода на нашей планете возникла в процессе ее формирования еще на самых ранних этапах эволюции Солнечной системы.
Этой гипотезе всегда противостояла другая — что вода на Землю была принесена кометами примерно в тот же период.
«Эти данные подтверждают, что вода на Земле имеет внутреннее происхождение», — говорит доктор Стивен Джейкобсен из Северо-Западного университета в штате Иллинойс, который возглавлял группу исследователей.
Об открытии пишет журнал New Scientist.
Загадки земной воды
Эти скрытые гигантские запасы воды могут также объяснить, почему в течение миллиардов лет объем мирового океана остается в целом неизменным.
Ученые воспользовались показаниями 2 тысяч сейсмографов, которые фиксировали акустические колебания, порожденные в ходе более, чем 500 землетрясений.
«Такие акустические колебания заставляют Землю звенеть как колокол в течение нескольких дней после подземного толчка», — говорит доктор Джейкобсен.
Породы, насыщенные водой, задерживают такие колебания больше, чем сухие. Джейкобсен заранее рассчитал, насколько изменится скорость акустических волн при прохождении через породы, состоящие из минерала рингвудит. Он синтезировал этот минерал в лаборатории и подверг его гигантским давлению и температуре с целью воспроизведения условий, существующих на глубине 700 км.
Наблюдения за распространением сейсмических волн при землетрясениях показывают, что их скорость резко меняется на границе верхней и нижней мантий Земли на глубине 410-660 километров. Ученые предположили, что это происходит из-за изменений, которые претерпевает на большой глубине структура минерала оливина, составляющего большую часть верхней мантии.
Эту форму оливина назвали рингвудитом. До сих пор никто не видел рингвудит, извлеченный из земной мантии, так как глубина, на которой он должен залегать, слишком велика для добычи образцов.
Недоступная вода
И действительно, сейсмографы подтвердили существование залежей рингвудита в переходной зоне между верхними и нижними слоями мантии. На этой глубине температура и давление способствуют выделению воды из минерала.
«Это зернистая порода, и вода выделяется в пространстве между конкрециями, как будто минерал потеет», — говорит ученый.
Канадские геохимики из университета Альберты в Эдмонтоне во главе с Грэмом Пирсоном ранее получили данные, подтверждающие результаты американских коллег.
Пирсон изучал алмазы, вынесенные на поверхность с вулканической лавой, и обнаружил в них признаки присутствия минерала рингвудит. Это стало первым свидетельством того, что в земной мантии могут содержаться большие запасы воды.
Пока что Джейкобсен имеет данные о том, что рингвудит присутствует только на территории США. Сейчас он хочет доказать, что этот минерал присутствует в мантии всей планеты.
«Мы должны быть благодарны за этот подземный водный резервуар, — говорит американский геохимик. — Если бы его там не было, он существовал бы на поверхности Земли, и тогда бы над морем возвышались бы только верхушки самых высоких гор».