Под поверхностью Земли нашли гигантский океан
Американские ученые Северо-Западного университета Иллинойса нашли доказательства наличия огромного бассейна воды глубоко внутри мантии Земли.
По предположениям ученых там содержится в три раза больше воды, чем во всех океанах на поверхности Земли. Этот бассейн заполнен особой, очень прессованной породой, носящей название рингвудит.
Ученые считают, что их открытие может пролить свет на то, откуда и как на Земле образовались океаны, пишет hi-news.ru.
Группа ученых под руководством минералога Стивена Джейкобсена, используя данные с двух тысяч сейсмометров, проводила наблюдение за тем, как сейсмические волны, генерируемые землетрясениями изменяют внутреннюю структуру Земли.
Скорость этих волн изменялась в зависимости о того, через какой тип подземных пород они проходили. Похожий эффект вызвал и мокрый рингвудит, когда волны его достигли. После чего Джейкобсен смог воссоздать в лабораторных условиях влажный рингвудит. Результаты наблюдения за ним оказались идентичными тому, что группа ученых собрала с сейсмографов. Оказывается, что рингвудит, находясь под очень сильным воздействием тепла и давления мантии Земли, начинает выпускать находящуюся в нем воду. И находится вся эта вода на глубине примерно между 320 и 640 километрами под землей.
Сейчас ученые не могут сказать - пресная ли это вода, или соленая.
Новое открытие добавляет очков в копилку теорий, согласно которым океаны на поверхности нашей планеты имеют именно Земное происхождение. Однако для более уверенных заявлений, по мнению ученых, следует провести множество дополнительных тестов и исследований. Группа ученых Джейкобсена отмечает, что резервуары с рингвудитом они нашли под континентом Северной Америки, поэтому пока непонятно, настолько далеко распространилась вода из этого источника.
Напомним, что недавно ученые обнаружили ранее невиданный минерал рингвудит (ringwoodite) в виде вкраплений в миниатюрном алмазе.
К сенсационному открытию геологи пришли почти случайно. Они анализировали алмаз весом менее одной десятой грамма, найденный в Бразилии. Камень не представляет собой никакой экономической ценности, однако его научная ценность невероятно высока. Как считают учёные, дальнейшие исследования образца помогут понять, как же всё-таки вода появилась на нашей планете.
Большинство алмазов образуются на глубине от 150 до 200 километров, но существуют и "сверхглубокие" кристаллы, которые формируются в мантии Земли, а точнее, в её переходной зоне. Этот слой расположен на глубине 410-660 километров ниже поверхности планеты. И именно с таким образцом столкнулся геохимик Грэм Пирсон (Graham Pearson) и его коллеги из университета Альберты в Эдмонтоне.
Примеси в сверхглубоких алмазах часто используются учеными в роли естественных зондов для изучения области, в которых сформировались минералы. Это необходимо для понимания того, какие ещё породы можно встретить на таких глубинах. Некоторые минералы обладают особыми кристаллическими структурами, которые могут образоваться только при высоких давлениях и температурах, при этом структура перестраивается, когда снижается давление и среда охлаждается.
Поэтому, когда движения мантии выносят минералы на поверхность Земли и условия среды меняются, некоторые из ценных пород просто невозможно идентифицировать. Но если минерал заключён внутри алмаза в виде вкрапления, то их структура остаётся той же самой даже после выхода на поверхность. Только так геологи могут "заглянуть" в недра планеты.
Пирсон и его команда изучали бразильский алмаз при помощи метода рамановской спектроскопии. В ходе изучения образца учёные столкнулись с необычным явлением: 40-микрометровым вкраплением в алмазе оказался рингвудит, форма оливина, формирующаяся при очень высоких давлениях. Рингвудит никогда ранее не находили на Земле, только в составе метеоритов, или же получали в ходе лабораторных экспериментов.
Минерологи и сейсмологи уже давно предполагали, что рингвудит может быть основным компонентом переходной зоны мантии Земли, и новое открытие только подтверждает эту гипотезу.
В отличие от более изученных форм оливина, рингвудит может содержать значительное количество воды. Изучение таких образцов поможет понять, сколько воды содержится в мантии Земли. Используя инфракрасную спектроскопию, Пирсон обнаружил, что 1% крошечного вкрапления рингвудита составляет вода.
- Это только кажется, что воды немного. Но если представить, сколько всего рингвудита есть в переходной зоне, окажется, что там столько же воды, сколько во всех океанах Земли вместе взятых, - рассказалт Пирсон.
Ученые, не принимавшие участия в данной работе, полагают, что по одному образцу редкого минерала не стоит судить о том, как устроена вся переходная зона. Пирсон же придерживается того мнения, что рассматриваемый участок мантии может быть "пятнистым": где-то много воды, а где-то её совсем нет.
Существуют две гипотезы относительно того, как образовалась вода в мантии. Во-первых, это может быть обычная океанская вода, которая попала в недра Земли в ходе тектонического движения плит. Другая версия утверждает, что глубокие слои планеты по-прежнему содержат воду, которая присутствовала и на стадии формирования нашего мира.
Если же правы сторонники второй гипотезы, то отношение дейтерия к обычному водороду в составе глубинной воды может отличаться от того, что мы видим в образцах обычной морской воды. Более того, можно будет установить, прилетела ли вода на Землю с астероидами и кометами, или же появилась каким-то другим образом.
Пирсон и его коллеги понимают важность теста на соотношение изотопов, однако не торопятся его делать: образец рингвудита настолько мал, что необходимо заранее тщательно продумать стратегию его дальнейшего изучения.
