Новое исследование геохимиков опубликовано в журнале Science, раскрыло механизм, позволивший воде уцелеть в недрах мантии во время формирования планеты, и опровергает старые теории о свойствах минералов, рассказывает 24 Канал.
Смотрите также Ученые выяснили, что смена сезонов на Земле влияет на эволюцию видов
Как раскаленные минералы стали резервуаром для воды?
Когда Земля только родилась, она была сплошным раскаленным адом. Поверхность и недра находились в жидком состоянии из-за хаотической среды и постоянных ударов из космоса.
Логично возникает вопрос: если везде была только магма, как на планете сохранилась вода? Ответ нашел профессор Чжисюэ Ду из Института геохимии Гуанчжоу Китайской академии наук (GIGCAS).
Его команда определила, что вода была надежно "заперта" глубоко внутри мантии благодаря специфическому минералу, отмечает Phys.org.
Этот подземный резервуар сыграл ключевую роль в превращении огненного шара в пригодный для жизни мир.
Как проходило исследование?
Ученые решили проверить предыдущую теорию, согласно которой минерал бриджманит имел ограниченную способность удерживать воду.
Для этого они создали специальную экспериментальную установку с алмазными наковальнями, лазерным нагревом и высокотемпературной визуализацией. Это оборудование позволило имитировать экстремальные условия, существующие на глубине более 660 километров.
Исследователи постепенно поднимали температуру образцов до примерно 4100 градусов по Цельсию, чтобы увидеть, как это влияет на способность минералов поглощать влагу. Симуляция показала неожиданный результат: способность бриджманита "замыкать" воду росла вместе с повышением температуры.
Это означает, что во время самой горячей фазы "магматического океана" этот минерал изменил свои свойства и впитал значительно больше жидкости, чем считалось ранее. Когда магма наконец затвердела, нижняя мантия стала самым большим резервуаром воды в твердой оболочке Земли. Впоследствии эта вода поднялась на поверхность благодаря магматической активности, наполнив океаны.
Что такое бриджманит?
Бриджманит – это самый распространенный минерал на нашей планете, о котором большинство людей никогда не слышало. По оценкам ученых, он составляет около 38% от всего объема Земли. Однако увидеть его на поверхности невозможно: этот силикат магния и железа существует только в условиях колоссального давления в нижней мантии, на глубине от 660 до 2900 километров. Если поднять его наверх, он распадется из-за изменения давления.
Свое название минерал получил лишь в 2014 году в честь лауреата Нобелевской премии по физике Перси Бриджмена, который исследовал поведение материалов под высоким давлением. До этого бриджманит был известен только теоретически как "силикатный перовскит". Именно его уникальная кристаллическая структура позволяет ему работать как губка, захватывая молекулы воды даже в раскаленных недрах планеты.