Группа геофизиков под руководством Стива Якобсена (Steve Jacobsen) из Северо-восточного университета в Иллинойсе обнаружила доказательство, свидетельствующее о наличии воды на глубине не менее тысячи километров, где начинаются слои, относящиеся к нижней мантии Земли. Открытие, по словам Якобсена, заставляет предположить, что на Земле значительно больше воды, чем считалось прежде. Обычно о запасах воды в горных породах говорят только применительно к земной коре и верхней части мантии и оценивают их объем в 0,73 – 0,84 миллиарда кубических километров.
Следы воды на столь больших глубинах были обнаружены в алмазе, найденном в Бразилии. Он сформировался в земных недрах около 90 миллионов лет назад и попал на поверхность при извержении вулкана. В кристалле этого алмаза есть посторонние включения – частицы других минералов, запертые внутри во время кристаллизации. При помощи инфракрасной микроскопии ученые нашли в этих включениях большое количество гидроксильных ионов, указывающих на наличие воды.
Основу минеральных включений в алмазе составляет ферропериклаз – минерал, состоящий из оксидов магния и железа. Вместе с силикатным перовскитом (силикат магния и железа со структурой перовскита) ферропериклаз составляет основу нижней мантии Земли. На поверхности его находят исключительно в виде включений в алмазах. По структуре и составу ферропериклаза ученые определили, что он с сопровождающей его водой образовался на глубине около тысячи километров.
Пока неясно, каким образом вода оказалась на такой глубине. Возможно, она оказалась в мантии более 90 миллионов лет назад при поглощении древней океанической коры в зоне субдукции, где плита океанической коры пододвигается под континентальную и погружается в мантию.
В марте этого года Якобсен с коллегами обнаружили признаки огромного количества воды в горных породах на глубине около 600 километров. Объем запаса воды, сохраняющийся, видимо, еще с архея, по расчетом Якобсена превышают объем Мирового океана. «Вода явно играет роль в тектонике плит, и прежде нам не было известно, как глубоко распространяются эти эффекты», – считает ученый.
По версии Якобсена, именно наличие воды объясняет, почему Земля оказывается единственной планетой с активной тектоникой плит. «Вода смешивается с океанической корой и субдуцируется на границах плит, – говорит он. – Появление воды в мантии способствует плавлению и ослабляет породы, вероятно, способствуя движению плит, подобно смазке».
