1 
В недрах Земли есть зона, где давление и температура изменяют привычные минералы до неузнаваемости. Там оливин, один из главных минералов мантии, переходит в другие формы – вадслеит и рингвудит. И именно они могут удерживать воду не как озеро или пару, а как частицы, встроенные в кристаллическую решетку, пишет Futura sciences.
Ученые говорят не о пещере с водой под дном Атлантики или Тихого океана, а о гигантском резервуаре в переходной зоне мантии – примерно на глубине от 410 до 660 километров. И если эта зона действительно насыщена водой, она может объяснять, почему Земля долго сохраняет океаны на поверхности.
Где именно искать этот скрытый резервуар?
Земля не имеет внутри пустой "луковицы", где можно найти море. Под корой лежит мантия – толстый слой твердой горячей породы, которая ведет себя пластически на геологических промежутках времени.
Между верхней и нижней мантией имеется переходная зона. Она начинается примерно на 410 километрах и заканчивается около 660 километров. Для человека это недостижимая глубина. Самая глубокая скважина мира не пробила даже 13 километров. Поэтому напрямую зачерпнуть оттуда ничего невозможно.
Схематическое поперечное сечение недр Земли / Фото Science
Ученые смотрят на такие глубины из-за сейсмических волн, лабораторных экспериментов с высоким давлением и редких образцов, которые сама Земля вынесла ближе к поверхности.
В 2014 году в журнале Nature описали крошечное включение рингвудита внутри алмаза из Бразилии. Это был первый известный земной образец этого минерала, а не рингвудит из метеоритов. Анализ показал, что он содержал воду, что стало прямым доказательством: в переходной зоне мантии действительно могут существовать водосодержащие минералы.
Почему эта вода не похожа на океан?
Вода в мантии не плещется между скалами и не образует подземного моря в человеческом смысле. Она спрятана в минералах. Рингвудит и вадслеит могут принимать в свою структуру водород и кислород в виде гидроксильных групп. Если просто: это вода, разобранная и встроенная в камень. Камень при этом остается жестким.
Как может выглядеть эта вода: смотрите видео
Именно эта особенность делает переходную зону столь важной. Теоретические и экспериментальные работы показывали, что минералы этой зоны могут содержать значительное количество воды – до нескольких процентов от массы. В статье Nature о рингвудите упоминается оценка до примерно 2,5% по весу для высокодавочных форм оливина.
Цифра кажется малой, но нужно помнить масштаб. Переходная зона мантии окутывает всю планету. Даже доли процента воды в таком объеме породы могут означать запас, сопоставимый с поверхностными океанами.
Как алмаз выдал тайну глубин?
Алмазы могут формироваться в мантии и подниматься на поверхность во время вулканических процессов. Внутри них иногда сохраняются минеральные включения, которые иначе не пережили бы путь вверх. Так случилось с рингвудитом.
В обычных критериях на поверхности Земли он нестабильный. Но крохотный фрагмент оказался запертым в алмазе, а тот защитил его от превращения. Для геологов это почти как получить записку с места, куда невозможно спуститься. Другие исследования позже добавили новые детали.
Тайны, которые скрывает планета земля / Фото unsplash
В 2022 году Nature Geoscience опубликовал работу об алмазе, который сохранил следы водонасыщенной среды около 660 километров – там, где переходная зона переходит в нижнюю мантию. Авторы описали включения, связанные с распадом рингвудита в условиях высокого давления и температуры, что указывает на водосодержащую среду на этих глубинах.
Это не значит, что ученые уже составили точную карту "подземного океана". Напротив, вопрос остается сложным. Одни участки мантии могут быть более влажными, другие – более сухими. Но сама идея воды на сотнях километров глубины уже не выглядит фантазией.
Почему это открытие изменяет представление об океанах?
Поверхностные океаны не существуют отдельно от недр. Земля постоянно обменивается водой между поверхностью и глубиной. Часть воды попадает в мантию вместе с погружающимися в зонах субдукции плитами океанической коры. Часть возвращается назад из-за вулканизма и плавления пород. Если переходная зона может сохранять огромные запасы воды, она работает как регулятор. Не просто состав, а часть длинного геологического круговорота.
Вода влияет на температуру плавления пород, движение мантии, вулканическую активность и, наконец, на стабильность океанов на поверхности. В Science в 2014 году вышла работа о "обезвоживающей плавке" на верхней границе нижней мантии.
Ее авторы связали высокую способность переходной зоны удерживать воду с возможностью глубокого резервуара, а также с возникающей плавкой, когда водонасыщенные минералы переходят в другие формы около 660 километров. Проще говоря, вода в мантии не лежит без движения. Она изменяет поведение камня. А движущийся камень плавится и перерабатывается, со временем влияет на лицо планеты.