И вверху вода, и внизу вода

24 марта 2014 в 07:00

Глубоко под землей есть области, которые должны содержать столько воды, сколько все океаны, вместе взятые

 

 

Микроскопический кристалл впервые обнаруженного на Земле минерала свидетельствует о присутствии огромного количества воды в глубинах земной мантии. Речь об алмазе массой менее одной десятой грамма, найденном в Бразилии. Дальнейшие исследования образца, наверное, помогут ответить на сакраментальный вопрос о происхождении воды на планете.

Большинство алмазов образуется на глубинах от 150 до 200 км, но есть и «сверхглубокие» алмазы из так называемой переходной зоны мантии (410—660 км), поясняет ведущий автор Грэм Пирсон из Университета Альберты (Канада). Примеси в таких алмазах позволяют получить представление о том, в каком окружении создавался алмаз, а следовательно, какие минералы присутствуют на данной глубине. Некоторые минералы обладают кристаллической структурой, которая может образоваться только при высоких давлениях и (или) температурах, поэтому многие из них перестраиваются, когда давление снимается или температура понижается. Таким образом, когда породу выносит на поверхность, многие минералы, образовавшиеся на большой глубине, изменяются до неузнаваемости. Но, оказавшись в ловушке внутри алмазов, они остаются в первоначальном, сжатом виде и становятся окном в недра Земли.

Г-н Пирсон и его коллеги изучили один из таких алмазов из бразильского муниципалитета Жуина. Образец весит 0,09 г. Исследование примесей проводилось методом рамановской спектроскопии комбинационного рассеяния света, и ученые наткнулись на зерно диаметром 40 мкм, которое оказалось рингвудитом — формой оливина, существующей при высоком давлении. Рингвудит до сих пор удавалось найти только в метеоритах или синтезировать в лаборатории.

Минералогическая теория и сейсмические данные давно говорят о том, что рингвудит является основным компонентом переходной зоны, и вот наконец-то удалось подтвердить, что это действительно так.

В отличие от более изученных форм оливина, рингвудит способен содержать значительное количество воды, и исследователи получили шанс ответить на старый вопрос о том, сколько воды находится в переходной зоне. Инфракрасная спектроскопия показала, что в крошечном кусочке рингвудита около 1,5% веса составляет вода в виде гидроксильных групп (OH). Это немного только на первый взгляд. Если этот образец рингвудита — характерный представитель граничной зоны между верхней и нижней мантией, то в ней, по расчетам ученых, должно содержаться 1,4·1021 килограммов воды.

«Этот образец — очень веское доказательство тому, что глубоко под землей есть области, содержащие воду. Транзитная зона в недрах Земли, должна содержать столько воды, сколько все океаны, вместе взятые», — пояснил Пирсон.

 Правда, Норм Слип из Стэнфордского университета (США) просит коллег не спешить с выводами, ведь содержание воды в одном кристалле, возможно, не отражает общую картину. Алмазы производятся особым типом вулканизма, который обычно связан с богатыми водой породами. Если вы нашли в ручье золотой самородок, это еще не значит, что вся галька золотая.

Г-н Пирсон и не думал спорить. Дистанционное зондирование мантии дает противоречивые результаты, то есть вода в переходной зоне может распределяться неоднородно.

Насчет того, откуда в мантии вода, есть две теории. Во-первых, вода океанов проникла в недра планеты в результате субдукции литосферных плит. Во-вторых, предполагается, что в глубине Земли еще хранится насыщенный водой материал, из которого формировался наш любимый шарик.

Если вода находится там со времен возникновения Земли, то отношение дейтерия к обычному водороду в ней может отличаться от того, которое наблюдается в нынешней морской воде. Когда ученые доберутся до той воды, станет ясно, верна ли гипотеза, что воду к нам занесли астероиды и кометы. Но г-н Пирсон не спешит с проверкой образца на соотношение изотопов, поскольку такое исследование разрушит единственный кусок мантийного рингвудита, находящийся в распоряжении специалистов. Экземпляр выдержит только один-два анализа, поэтому надо крепко подумать, какой выбрать.

 

Источники: D. G. Pearson,F. E. Brenker, F. Nestola et al. Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond —www.nature.com; Richard A. Lovett Tiny diamond impurity reveals water riches of deep Earth —www.nature.com / Д. Целиков, compulenta.computerra.ru; ria.ru

 

На заставке: включение рингвудита в алмазе (фото авторов работы / ria.ru)

 
Опубликовано: Теги: рингвудит, земная мантия, земля, запасы воды, геохимия, геология, вода, алмазы

В ленту раздела Факты, мнения, комментарии | Обсудить тему на форуме

ООО «Издательство Агрорус»
+7 (499) 500-10-84
119590, город Москва, ул. Минская, 1Г, корп. 1, офис 19
ООО «Издательство Агрорус»

Популярное

На США обрушилось нашествие сорняка перекати-поле

На США обрушилось нашествие сорняка перекати-поле

21.04.2018 | 07:00

Предположительно, сорняк был занесен в Соединенные Штаты из России. Горы из перекати-поля заблокировали жителям выходы из дома в Калифорнии и в Юте

Как пауки перед полетом узнают о погоде

Как пауки перед полетом узнают о погоде

19.04.2018 | 06:15

Для полетов на паутине требуется точность!

Зачем оленеводческие кораллы ускоряют свою эволюцию

Зачем оленеводческие кораллы ускоряют свою эволюцию

23.04.2018 | 06:15

Кораллы Большого Барьерного рифа готовятся пережить климатические изменения



Комментарии (0)