У надрах Землі може бути прихований величезний запас води: що виявили вчені

Вода на Землі може бути захована набагато глибше, ніж вважалося. Нові експерименти показали, що на глибині до 2900 км, поблизу межі мантії та ядра, можуть існувати мінерали, здатні утримувати її у своїй структурі.

Про це повідомило видання Science Alert.

Нижня мантія Землі простягається приблизно від 660 до 2900 км углиб. Її найпоширеніші мінерали — бриджманіт і феропериклаз — вважаються переважно сухими. Водночас деякі інші мінерали здатні утримувати воду, проте за високих температур у найглибших частинах мантії багато з них стають нестабільними. Тому вчені вирішили з’ясувати, чи можуть існувати інші сполуки, здатні зберігати воду за таких екстремальних умов.

Відповідь дослідники спробували знайти за допомогою лабораторного експерименту. Крихітні зразки стискали між алмазними наконечниками та одночасно нагрівали лазерами, створюючи тиск і температуру, характерні для глибоких шарів планети.

За таких умов утворилися два раніше невідомі оксигідроксиди заліза — Fe5O12Hx та Fe7O12Hx. Вони виявилися стабільними за умов нижньої мантії та здатними зв’язувати водень, завдяки чому можуть бути своєрідними «сховищами» води в земних надрах.

Особливо показовим стало те, що для появи цих сполук вистачило зовсім невеликої кількості води. В окремих експериментах її було менш ніж 0,1% у вихідному матеріалі, але навіть такої концентрації виявилося достатньо.

Втім, йдеться не про величезні порожнини з рідкою водою чи прихований підземний океан. На таких глибинах вона може перебувати всередині кристалічної структури мінералів.

Дослідники також запропонували можливе пояснення того, як ці сполуки могли опинитися так глибоко. На початку існування Землі, коли розплавлена речовина планети поступово охолоджувалася, водовмісні мінерали могли кристалізуватися, а через свою високу щільність — опускатися до межі мантії та ядра.

Водночас вода, яка потрапила туди мільярди років тому, не обов’язково назавжди залишається в глибині. Мантійна циркуляція може переносити речовину вгору. Через зниження тиску водовмісні мінерали здатні втрачати стабільність і вивільняти воду, частина якої зрештою може діставатися поверхні внаслідок вулканічних процесів і руху мантійних шлейфів.

Нове дослідження також може пояснити давню лабораторну загадку, пов’язану з так званою H-фазою. Сполука, яку раніше отримували під високим тиском, схожа на один із нововиявлених оксигідроксидів. Науковці припускають, що на результати попередніх дослідів могли впливати навіть сліди вологи.

Водночас говорити про підтверджений резервуар води біля ядра Землі поки зарано. Експеримент довів, що такі мінерали можуть утворюватися та залишатися стабільними за відповідних температури й тиску, однак їхню реальну присутність у мантії ще не встановлено.

Також ученим належить з’ясувати, скільки води такі сполуки здатні зберігати в надрах планети та що відбувається з ними безпосередньо біля межі ядра і мантії. За оцінкою геолога Альфреда Вілсона з Університету Лідса, відкриття може наблизити науковців до розуміння того, як Земля отримала і зберегла свою воду.