Глибоко в надрах нашої планети захований резервуар води, більший за всі океани на поверхні Землі. В перехідній зоні, яка розділяє верхній і нижній шари мантії, залягає пласт гірської породи – рингвудиту. Кристалічну структуру цього голубого мінерала й заповнює заповітна H2O. Відкриття – знакове для геології, оскільки переконливо доводить: вода на Голубій планеті має внутрішнє походження. Результати дослідження американських учених опублікував журнал Science.
Фрагменти синтезованого в лабораторії рингвудиту – голубого мінерала, в пластах якого на глибині 410-660 км під землею заховані величезні поклади води. Моря й океани на нашій планеті, ймовірно, виникли внаслідок того, що вода з надр Землі поступово просочувалася на поверхню.
Дослідники з Північно-Західного університету (Еванстон, США) та Університету Нью-Мексико (м. Альбукерке, США) довели існування величезних ресурсів води в надрах під поверхнею Сполучених Штатів. Там, глибоко в мантії Землі, H2O перебуває в незвичній кристалізаційній формі.
Залягає життєдайна волога в пластах рингвудиту – гірської породи голубого кольору. Цей рідкісний мінерал виникає з олівіну за дуже високих тиску й температури. Лабораторні досліди показали: рингвудит може містити воду не в вигляді рідини, льоду чи пари. Вода набуває форми йонів гідроксиду й «вплітається» в молекулярну структуру мінерала.
«Рингвудит нагадує губку, що вбирає воду, – пояснює Стівен Якобсен, учений з Північно-Західного університету й один зі співавторів дослідження. – Особлива кристалічна будова породи дозволяє притягувати гідроген й "ув'язнювати" воду. Мінерал може містити багато вологи в глибинних шарах мантії».
Величезні обсяги підземного резервуару, який виявили науковці, дають відповідь на запитання про походження води на нашій планеті. За однією з версій, океани на Землю принесли комети, які закінчували тут свою космічну мандрівку. Проте нове відкриття підживило альтернативну гіпотезу: озера й моря наповнювалися водою, що просочувалася з глибин планети.
«Ми отримали переконливі свідчення того, що вода на Землі – внутрішнього походження», – зазначив Стівен Якобсен. Схована в надрах рідина могла також слугувати буфером для океанів на поверхні, – таке припущення пояснило б, чому їхні розміри не змінювалися впродовж мільйонів років.
У процесі дослідження науковці вивчали сейсмічні хвилі, викликані руйнівними тектонічними процесами. Всього проаналізували за більше, ніж 500 землетрусів, причому залучили понад 2 000 портативних сейсмометрів. Вимірюючи швидкість сейсмічних хвиль на різних глибинах, вчені визначили, які типи порід хвилі оминали.
Специфіка проходження хвиль через вологомісткий рингвудит була відомою й раніше. На вирощений в лабораторії мінерал впливали високими температурами й тиском. Тобто створювали умови, аналогічні тим, які існують на глибині 410 – 660 км під землею, де розташована так звана перехідна зона, що розділяє верхній та нижній шари мантії. Вже тривалий час геологи припускали, що саме тут і слід шукати резерви кристалізаційної води.
Експерименти з'ясували: якщо перевищити тиск і температури, властиві для перехідної зони, рингвудит перетворюється в мінерал силікат-перовскіт і при цьому вивільняє воду. Процес називається «дегідраційним плавленням». Нижні шари рингвудитових пластів, розташовані глибше в мантії, частково плавляться. Разом з цим декристалізується волога. Швидкість сейсмічних хвиль менша в водомістких горизонтах, і навіть за умови плавлення 1% рингвудитових покладів, відхилення можна зафіксувати сейсмометром.
Результати Якобсена підтвердили достовірність знахідки, яку нещодавно зробив Ґрехем Пірсон, науковець з Альбертського університету (Едмонтон, Канада). Пірсон виявив діамант, який на поверхню Землі підняв вулкан. Кристал походив з перехідної зони і, як з'ясував науковець, містив елементи вологомісткого рингвудиту. Це стало першим переконливим доказом того, що глибоко в надрах заховані величезні поклади води. Потім вдалося зробити ще одну таку ж знахідку.
На разі команда Якобсена знайшла свідчення існування гігантського басейну лише під територією Сполучених Штатів. Тепер науковці планують розгорнути пошуки на площі всієї земної кулі. Якщо H2O складає хоча б 1% від маси породи, розміщеної в перехідній зоні, тоді є підстави стверджувати: під землею є басейн, об’єм якого втричі більший за об’єм всіх океанів.
«Нам неабияк поталанило, що цей глибинний резервуар існує, – розповів Якобсен. – Інакше вся вода була б на поверхні Землі, й де-не-де над нею височіли б тільки поодинокі гірські вершини».
Зреферував Олег КАЧАН
Оригінал за посиланням http://www.newscientist.com.
17.06.2014