Как мантия Земли «заперла» огромные объемы воды в раннем магматическом океане

Международная группа исследователей под руководством профессора Ду Чжисюэ из Гуанчжоуского института геохимии Китайской академии наук обнаружила, что значительные объемы воды могли быть эффективно «заперты» глубоко в мантии в процессе её кристаллизации из расплавленного состояния. Результаты, опубликованные в журнале Science, показывают, что самый распространенный минерал нижней мантии, бриджманит, действует как микроскопический «контейнер для воды», что могло позволить ранней Земле сохранить огромное количество воды по мере её остывания.

Это открытие переворачивает устоявшееся представление о почти сухой нижней мантии и объясняет, как вода пережила фазу глобального магматического океана около 4,6 миллиарда лет назад. Сохраненная вода, по мнению ученых, сыграла ключевую роль в трансформации Земли из огненного мира в пригодную для жизни планету, став «смазкой» для геологических процессов и источником для формирования океанов.

Для моделирования экстремальных условий на глубине более 660 км исследователи использовали алмазную наковальню с лазерным нагревом, достигая температур около ~4100°C. Анализ микроскопических образцов с помощью криогенной трехмерной электронной дифракции, NanoSIMS и атомно-зондовой томографии подтвердил, что вода структурно растворяется в бриджманите. Моделирование показало, что благодаря высокой температуре ранней Земли нижняя мантия могла удержать от 0,08 до 1 объема всех современных океанов, став их крупнейшим резервуаром в твердой мантии.