Алмазные включения указывают на свободно текущую воду на границе верхней и нижней мантии

Международная группа исследователей из США, Китая и Канады обнаружила в алмазах свидетельства существования свободно текущей воды на границе верхней и нижней мантии Земли. Как сообщается в их статье, опубликованной в журнале Science, учёные проанализировали включения в алмазах, выброшенных вулканами.

Изначально исследователи искали молекулярные формы диоксида углерода (CO₂) в рамках изучения углеродного цикла в мантии. Изучая с помощью рентгеновских лучей включения в алмазах из Заира, Китая, Сьерра-Леоне и других регионов юга Африки, они обнаружили образцы льда VII — формы льда, которая не встречается в природе на поверхности. Это открытие важно, поскольку лёд VII образуется при чрезвычайно высоком давлении, сопоставимом с давлением на глубинах от 610 до 800 километров. Это указывает на то, что вода на таких глубинах должна была свободно течь, чтобы сформировать наблюдаемые включения. Указанные глубины соответствуют переходной зоне мантии — части недр Земли, которая до сих пор во многом остаётся загадкой.

Предыдущие исследования показали, что мантия состоит в основном из горячей горной породы под высоким давлением и включает нижний слой, переходный слой и верхний слой. Также было известно, что в верхней мантии присутствует вода, что намекало на её возможное наличие и в переходной зоне. Алмазы с включениями, вероятно, были заключены в жидкость где-то в переходной зоне. Высокие температуры там не позволяли им кристаллизоваться; этот процесс происходил только по мере их движения к поверхности. Высокое давление сохранялось внутри алмаза, а температура резко падала.

Наличие свободно движущейся воды в переходном слое представляет большой интерес, поскольку имеет последствия для понимания механизмов движения тектонических плит.