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

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

ИИ обнаружил шесть поясов аномалий на границе ядра Земли

ИИ обнаружил шесть поясов аномалий на границе ядра Земли

Гормон голода предскажет осложнение беременности точнее ультразвука

Гормон голода предскажет осложнение беременности точнее ультразвука

Остеопатия снижает депрессию эффективнее таблеток

Остеопатия снижает депрессию эффективнее таблеток

Ученые выяснили, как физическая активность в детстве может повлиять на организм во взрослом возрасте

Ученые выяснили, как физическая активность в детстве может повлиять на организм во взрослом возрасте

Ученые разгадали происхождение загадочного сигнала в квантовом материале

Ученые разгадали происхождение загадочного сигнала в квантовом материале

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Луна могла сформироваться всего за несколько часов после столкновения Земли с Теей

Луна могла сформироваться всего за несколько часов после столкновения Земли с Теей

В Китае робот с ИИ самостоятельно провел операцию на сердце

В Китае робот с ИИ самостоятельно провел операцию на сердце

В Minecraft перенесли мозг настоящей мухи из 176 тысяч нейронов

В Minecraft перенесли мозг настоящей мухи из 176 тысяч нейронов

Спутники видят Землю все лучше — эксперты предупреждают о новых рисках для конфиденциальности

Спутники видят Землю все лучше — эксперты предупреждают о новых рисках для конфиденциальности