Ученые обнаружили свидетельства существования «океанов» воды в мантии Земли

Исследователи нашли свидетельства возможного «океанического» объема воды глубоко под территорией США. Хотя вода присутствует не в привычной форме, ее строительные блоки связаны в породах, расположенных на большой глубине в мантии Земли, и в количествах, достаточных для формирования крупнейшего водного резервуара на планете.

В течение многих лет ученые пытались установить, какое количество воды может циркулировать между поверхностью Земли и внутренними резервуарами в результате действия тектоники плит. Геофизик Стив Джейкобсен из Северо-Западного университета и сейсмолог Брэндон Шмандт из Университета Нью-Мексико обнаружили глубокие очаги магмы примерно в 400 милях (около 650 км) под Северной Америкой — что является сильным индикатором присутствия H₂O, хранящейся в кристаллической структуре высокобарических минералов на этих глубинах.

«Общее содержание H₂O на планете долгое время было одним из наиболее плохо ограниченных "геохимических параметров" в науках о Земле. Наше исследование нашло свидетельства широкомасштабной гидратации переходной зоны мантии», — говорит Джейкобсен. Если этот потенциальный резервуар хотя бы частично заполнен, это может соответствовать примерно такой же массе H₂O, как в океанах Земли.

Исследование объединило анализ Шмандтом сейсмических данных от USArray (сети из более чем 2000 сейсмометров по США) с лабораторными экспериментами Джейкобсена, моделировавшими условия на глубине 400 миль. Они обнаружили, что плавление пород на границе переходной зоны и нижней мантии, вызванное выделением «лишней» воды, замедляет сейсмические волны. «Без присутствия H₂O очень сложно объяснить плавление на этих глубинах», — добавляет Шмандт.

Результаты, опубликованные в журнале Science, дополняют открытие, о котором сообщалось в марте в Nature: в алмазе из Бразилии был найден образец минерала рингвудита с глубины около 400 миль, содержащий до 1,5% воды по весу. Новое исследование расширяет поиск, задаваясь вопросом, насколько широко распространена гидратация во всей переходной зоне. «Это значительно изменит наше понимание состава Земли», — отмечает Джейкобсен.