Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

Глубоко под нашими ногами, на границе мантии и ядра планеты, может скрываться колоссальный резервуар первобытной воды. К такому заключению подводит новое исследование команды ученых из Байройтского университета.

Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

Долгое время геохимиков озадачивал вопрос: как вода, присутствовавшая еще при формировании Земли, могла сохраниться в ее недрах? Предполагалось, что экстремальные давление и температура должны были полностью разрушить гидратированные минералы.

Ответ, вероятно, кроется в уникальных свойствах железа. Ученые синтезировали два ранее неизвестных железосодержащих соединения – оксигидроксиды с формулами Fe₅O₁₂Hₓ и Fe₇O₁₂Hₓ. Для этого применялась методика алмазных наковален: микроскопические образцы сжимались между двумя бриллиантами до давления 78–198 гигапаскалей, а затем разогревались лазерным импульсом до 2400–2800 кельвинов. Эти параметры точно имитируют условия на глубине в тысячи километров.

Анализ полученных кристаллов с помощью синхротронного рентгеновского излучения показал их поразительную стабильность. Примечательно, что фазы формировались даже из практически обезвоженного сырья. По словам профессора Леонида Дубровинского из Баварского научно-исследовательского института экспериментальной геохимии, для стабилизации этих минералов требуется лишь следовое количество водорода. Соединение Fe₅O₁₂Hₓ оказалось особенно богатым водородом; по расчетам, всего один процент его присутствия в породах нижней мантии способен аккумулировать значительную долю планетарного запаса летучих веществ.

Авторы полагают, что эти сверхплотные минералы концентрируются у границы ядро-мантия, формируя своего рода «водный сейф». Именно там мог кристаллизоваться древний базальтовый магматический океан, сохранив воду в своей структуре. Кроме того, данные структуры способны удерживать влагу, доставляемую глубоко в мантию процессом субдукции тектонических плит.

Это открытие дает ключ к пониманию ряда геофизических аномалий. Доктор Ман Ляньцзе поясняет, что обогащенные водой зоны могут служить пусковым механизмом для мантийных плюмов. Будучи более легкоплавкими, такие скопления высвобождают воду и газы в поднимающиеся потоки расплава, провоцируя вулканизм на поверхности. Также перераспределение железа способно объяснить необычные сигналы, регистрируемые сейсмографами над указанной границей. Результаты работы представлены в издании Nature Geoscience.

Читайте также

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке

Размер кристалла помог предсказать магнитные свойства сложных материалов

Размер кристалла помог предсказать магнитные свойства сложных материалов

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Животные могли населить Землю на 200 миллионов лет раньше

Животные могли населить Землю на 200 миллионов лет раньше

Ученые воссоздали лицо Homo sapiens возрастом 315 000 лет

Ученые воссоздали лицо Homo sapiens возрастом 315 000 лет

Ученые открыли сверхпроводник I типа, нарушающий симметрию обращения времени

Ученые открыли сверхпроводник I типа, нарушающий симметрию обращения времени

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера

В Китае обнаружен динозавр микрорапторин, меняющий теорию эволюции полета

В Китае обнаружен динозавр микрорапторин, меняющий теорию эволюции полета

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Ученые МФТИ создали нейросеть по принципу мозжечка

Ученые МФТИ создали нейросеть по принципу мозжечка

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Физики создали почти идентичные фотоны для будущих квантовых сетей

Физики создали почти идентичные фотоны для будущих квантовых сетей

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды