Новые свидетельства существования океанов воды глубоко в Земле

Учёные из Северо-Западного университета и Университета Нью-Мексико представили доказательства существования потенциально огромных объёмов воды глубоко под территорией США. Хотя она находится не в привычной жидкой форме, а её компоненты связаны в горных породах мантии, это открытие может указывать на крупнейший водный резервуар планеты.

Исследователи обнаружили глубокие очаги магмы примерно в 650 км под Северной Америкой, что, вероятно, является признаком присутствия воды на таких глубинах. Это свидетельствует о том, что вода с поверхности может транспортироваться тектоникой плит в глубокие слои мантии, в конечном итоге вызывая частичное плавление тамошних пород. Если всего 1% веса пород в переходной зоне мантии (250–660 км) составляет H₂O, это эквивалентно почти трём объёмам воды в океанах Земли.

Открытие, опубликованное 13 июня в журнале Science, помогает понять глобальный круговорот воды и объяснить обилие жидкой воды на поверхности нашей планеты. Это первое прямое доказательство регионального масштаба о возможном наличии воды в переходной зоне мантии, простирающейся под большей частью территории США.

"Я думаю, мы наконец видим свидетельства общепланетарного круговорота воды, — говорит соавтор работы Стив Джейкобсен. — Учёные искали эту недостающую глубокую воду десятилетиями". Исследование объединило лабораторные эксперименты Джейкобсена по изучению пород мантии в условиях, имитирующих глубину 650 км, и сейсмические наблюдения Брэндона Шманта с использованием данных сети USArray из более чем 2000 сейсмометров. Ключевую роль в процессе играет вода, запасённая в таких минералах, как рингвудит. "Рингвудит похож на губку, впитывающую воду", — поясняет Джейкобсен.

Обнаруженное плавление (около 1% породы) на границе переходной зоны и нижней мантии является дегидратационным: вода выделяется из рингвудита при его переходе в более плотный минерал, не способный её удерживать. "Когда богатая H₂O порода переходит из переходной зоны в нижнюю мантию, ей нужно как-то избавиться от воды, поэтому она немного плавится", — объясняет Шмант.