Исследование предполагает, что средняя мантия содержит столько же воды, сколько океаны Земли

Международная группа исследователей из Японии и Германии представила доказательства, указывающие на то, что средняя часть мантии Земли может содержать количество воды, сопоставимое с объёмом всех океанов планеты. Свою теорию и эксперименты по её проверке учёные описали в статье, опубликованной в открытом доступе в журнале Science Advances.

Учёные уверены, что верхняя часть мантии и нижняя, прилегающая к ядру, практически не содержат воды, поскольку слагающие их минералы не могут удерживать её в значительных количествах. Однако состав среднего слоя мантии (на глубине от 410 до 660 километров) остаётся предметом споров: одни считают его также «сухим», другие допускают наличие в нём огромных запасов воды. Это связано с тем, что в средней мантии преобладают минералы вадслеит и рингвудит, известные своей способностью связывать большое количество воды. В новой работе исследователи попытались разрешить эту дискуссию с помощью логических построений и лабораторных экспериментов.

Исследователи обратили внимание на данные предыдущих работ, которые показывают, что вязкость средней зоны мантии ниже, чем у верхней и нижней мантии. Чтобы проверить гипотезу о наличии там воды, учёные смоделировали соответствующие условия в лаборатории. Они создали синтетический рингвудит для имитации средней мантии и бриджманит для нижней мантии, а затем с помощью метода измерения подвижности дислокаций оценили вязкость материалов. Добавление воды в синтетический рингвудит снизило его вязкость, и полученные значения совпали с измерениями для реальной мантии, что указывает на присутствие в ней воды. Меняя количество воды в образцах и фиксируя изменения вязкости, учёные оценили степень гидратации минералов в недрах, а затем экстраполировали эти данные на весь объём средней мантии. Согласно их расчётам, количество воды в этом слое практически равно объёму всех океанов Земли.

Если дальнейшие исследования окончательно докажут, что средняя мантия насыщена водой, это поставит под сомнение теории о кометном происхождении земной воды.