Геологи раскрыли схему: кто "перекачивает" воду в недра планеты

Учёные обнаружили, что глубоко под нашими ногами, на глубине около 700 километров, может находиться гигантский резервуар воды. Его объём, по оценкам, втрое превышает количество воды во всех океанах планеты. Но как она туда попала? Новое исследование, опубликованное в Communications Earth & Environment, проливает свет на эту загадку.

Загадка рингвудита: минерал, хранящий воду

В 2014 году группа американских учёных проанализировала данные 2000 сейсмометров, записавших волны от более чем 500 землетрясений. Изучая, как эти волны проходят через разные слои Земли, исследователи обнаружили необычную породу — рингвудит.

Этот минерал образуется только при экстремальном давлении, характерном для глубин мантии. В природе он встречается крайне редко: единственный известный образец был найден внутри алмаза, вынесенного на поверхность вулканической активностью.

"Рингвудит — как губка, впитывающая воду, — объясняет геофизик Стив Якобсен. — Его кристаллическая структура удерживает водород, а значит, и воду, но не в жидком виде, а в молекулярной форме".

Эксперименты показали, что рингвудит может содержать до 1,5% воды. Если хотя бы 1% пород в переходной зоне мантии (между верхним и нижним слоями) состоит из воды, то её там в три раза больше, чем во всех океанах Земли.

Откуда взялась глубинная вода

Долгое время учёные спорили: является ли эта вода "родной" для Земли или попала туда с поверхности? Новое исследование даёт неожиданный ответ.

Группа исследователей изучила магматические породы из Эмэйшань (Китай), образовавшиеся из-за подъёма мантийного плюма. Анализ изотопов бора показал, что их состав близок к серпентинитам — горным породам, которые формируются при погружении океанических плит в мантию.

"Наши данные говорят, что вода могла попасть вглубь Земли через субдукцию — процесс, при котором океаническая кора "ныряет" под континентальную", — поясняют авторы исследования.

Это означает, что вода циркулирует между поверхностью и глубинными слоями планеты в масштабах миллионов лет.

Где искать новые доказательства

Чтобы подтвердить эту гипотезу, учёные предлагают изучить другие регионы, где мог происходить аналогичный процесс. Например, базальты реки Колумбия (США) связаны с Йеллоустонским плюмом, а до их извержения здесь активно погружалась океаническая плита Фараллон. Если здесь найдут те же изотопные аномалии, это станет ещё одним доказательством теории.

"Мы наконец видим доказательства глобального круговорота воды, — говорит Якобсен. — Это объясняет, почему на поверхности нашей планеты так много жидкой воды".

Хотя вопросов ещё много, одно ясно: Земля хранит свои секреты гораздо глубже, чем мы думали.