Вода доставляется в мантию гидратированными плитами, обогащенными алюминием?

Плотные водонасыщенные силикаты магния (DHMS) обычно считаются основными переносчиками воды из литосферы в область глубокой мантийной переходной зоны (МПЗ; глубина 410–660 км). Среди них супергидратная фаза B (SuB, Mg₁₀Si₃H₃O₁₈) может содержать большое количество воды. Однако из-за низкой термической стабильности её связывают с холодными областями, например, с внутренними частями погружающихся плит.

Эксперименты в Университете Эхимэ показали, что включение алюминия в структуру SuB резко повышает её термическую стабильность, позволяя минералу оставаться стабильным в условиях нижней мантии. В 2022 году та же команда сообщила о продольных (V_P) и поперечных (V_S) скоростях сейсмических волн в SuB, показав, что её присутствие может коррелировать с низкими скоростями в зонах субдукции.

Новые измерения на образцах SuB, легированных алюминием, опубликованные в Geophysical Research Letters, выявили необычное изменение скоростей с ростом содержания воды по сравнению с SuB без алюминия. Учитывая также повышенную стабильность и водоёмкость Al-содержащей SuB, этот минерал может объяснять наблюдаемые сейсмические аномалии у подошвы МПЗ и в верхней части нижней мантии под зонами субдукции.

Эти результаты вносят важный вклад в поиск следов гидратированной литосферы в нижней мантии, интерпретацию сейсмических данных в терминах состава мантии и оценку количества воды, транспортируемой в глубинные недра Земли.