У глибинах Землі знайшли два нові мінерали, здатні зберігати воду мільярди років
Вода Землі може бути захована значно глибше, ніж океани, льодовики та верхня мантія. Експерименти за надвисоких тисків і температур виявили два раніше невідомі залізовмісні оксигідроксиди, здатні існувати в умовах поблизу межі мантії та ядра.
Ці мінерали цікаві тим, що можуть включати водень у свою кристалічну структуру. За оцінками дослідників, в окремих умовах вони здатні містити до приблизно 15% води за масою.
Вода може зберігатися за тисячі кілометрів під поверхнею
Щоб відтворити умови глибокої Землі, дослідники стискали матеріал у комірках із діамантовими ковадлами та нагрівали його до температур, характерних для нижньої мантії. Рентгенівська дифракція показала формування щільних фаз, яких раніше не спостерігали.
Якщо такі мінерали справді присутні в природі, вони можуть бути довготривалими резервуарами водню. Це важливо для розуміння глибинного водного циклу, який повʼязує океани, субдукційні зони, мантію та вулканізм.
Вода, занесена вниз океанічними плитами, може не лише повертатися на поверхню, а й затримуватися на дуже великих глибинах. Інша можливість — частина водню залишилася там ще з раннього періоду формування планети.
Знахідка може пояснити частину загадок мантії
Глибокі водневмісні фази можуть впливати на температуру плавлення, електропровідність і швидкість сейсмічних хвиль. Тому вони потенційно повʼязані з аномальними областями, які геофізики бачать поблизу межі ядра й мантії.
Вони також можуть бути залучені до мантійних плюмів — потоків гарячої речовини, що піднімаються до поверхні й живлять деякі вулканічні гарячі точки.
Це не означає, що під нами існують рідкі океани. Йдеться про водень, хімічно звʼязаний усередині кристалів. Проте навіть така форма може містити величезний сумарний запас, якщо мінерали поширені на значних обʼємах мантії.
Нове відкриття додає важливу ланку до питання, як Земля отримала й зберегла свою воду та чому наша планета залишалася водною протягом мільярдів років.
Якщо подібні фази поширені в нижній мантії, вони можуть працювати як повільний геохімічний буфер: приймати водень за одних умов і вивільняти його за інших. Це дає новий механізм звʼязку між глибинною структурою Землі, вулканізмом і довготривалою стабільністю поверхневих океанів.
