Нижняя мантия Земли может окисляться в присутствии воды

Новое исследование, проведенное учеными из HPSTAR (Центр перспективных исследований высокого давления), показало, что вода в глубоких недрах Земли может вызывать окисление нижней мантии. Один из основных ее минералов, ферропериклаз ((Mg,Fe)O), в присутствии воды и при экстремальных условиях глубин 1900–2900 км превращается в фазу со структурой типа пирита, образуя так называемые супероксиды.

Это открытие бросает вызов устоявшейся парадигме о восстановленном состоянии нижней мантии. Супероксиды, содержащие кислород-кислородные связи, редко встречаются в природе, но могут быть распространены в глубоких слоях мантии. Кроме того, было обнаружено, что оливин и вадслеит из погружающихся плит также разлагаются с образованием супероксидов в присутствии воды.

Эксперименты моделировали условия нижней мантии с помощью алмазных наковален, создающих давление до 1 млн атмосфер, и инфракрасных лазеров. Результаты указывают на то, что глубокий круговорот воды является важной частью химии мантии. «Водный цикл может простираться до глубокой нижней мантии, где вода обладает чрезвычайной окислительной силой, производя высокоокисленные супероксиды и выделяя водород», — отметил доктор Хо-Кванг Мао из HPSTAR.