Величезний резервуар води виявили на глибині 700 кілометрів під поверхнею Землі. Вода укладена всередині мінералу під назвою рінгвудіт. Об'єм води, прихований у цьому глибокому резервуарі, приблизно втричі перевищує обсяг всіх поверхневих океанів планети разом узятих, згідно з дослідженням, яке вперше з'явилося в журналі Science.
Це відкриття безпосередньо кидає виклик давній теорії про те, що вода на Землю була занесена кометами, пише Indian Defence Review. Натомість воно підтримує іншу ідею: океани поступово просочувалися з надр планети протягом мільйонів років. Дослідження також передбачає, що це глибокий резервуар може у ролі природного буфера, підтримуючи стабільність обсягу поверхневих океанів у геологічних масштабах часу.
Дослідницька група під керівництвом геофізика Стівена Якобсена з Північно-Західного університету використала надзвичайно великий масив приладів для виявлення води. Вони розмістили понад 2000 сейсмометрів по всій території США та проаналізували сейсмічні хвилі, спричинені більш ніж 500 землетрусами. Якобсен зазначив, що ці хвилі змушують планету «дзвеніти, як дзвін, протягом кількох днів після події».
Коли ці хвилі проходили через надра Землі, їхня швидкість змінювалася залежно від того, через який тип гірської породи вони проходили. Коли хвилі рухалися крізь породу, що містить воду, вони помітно сповільнювалися. Це уповільнення підказало команді Якобсена, що перехідна зона - шар мантії на глибині 700 кілометрів, що розділяє верхню та нижню області мантії, - містить значну кількість води, замкненої всередині рингвудиту.
Якобсен також підтвердив знахідку у своїй лабораторії. Він виростив зразки рингвудиту та піддав їх впливу колосального тиску та температур, що відповідають умовам на глибині 700 кілометрів. Експерименти показали, що мінерал справді може утримувати великі обсяги води за таких умов. На цій глибині тиск і температура якраз підходить для того, щоб «видавлювати» воду з рингвудиту.
Сейсмічні дані були єдиним аргументом. Грем Пірсон, дослідник алмазів та директор Школи навчання та досліджень у галузі розвідки алмазів при Альбертському університеті, надав фізичний доказ із несподіваного джерела: алмазу.
Цей алмаз зародився у перехідній зоні та був винесений на поверхню внаслідок виверження вулкана. Усередині нього Пірсон виявив крихітний зразок рінгвудиту, що містить воду. Це стало першим прямим фізичним доказом наявності гідратованого або водомісткого рингвудиту з глибоких надр Землі. Пірсон є одним із провідних світових учених у галузі вивчення алмазів і став піонером у методах датування найдрібніших геологічних зразків.
«Після нашого першого звіту про гідратований рингвудит ми знайшли ще один кристал рингвудиту, який також містить воду, тому тепер докази дуже переконливі», — заявив Пірсон.
Якобсен описав глибоку породу так, ніби вона потіє.
"Це порода з водою вздовж кордонів між зернами, майже як би вони потіли", - пояснив він.
Відкриття змінює уявлення вчених про те, звідки взялася вода на землі. Стара «кометна» теорія мала проблеми: хімічний склад кометної води не повністю збігається з водою в океанах Землі. Глибокий резервуар дає правдоподібне пояснення.
"Це вагомий доказ того, що вода на Землі з'явилася зсередини", - підкреслив Якобсен.
Прихована вода також може бути природним буфером для поверхневих океанів. Якобсен припустив, що резервуар міг би допомогти пояснити, чому обсяги океанів залишалися відносно стабільними протягом мільйонів років, запобігаючи різким змінам рівня моря. Він зауважив, що без цього глибокого сховища більша частина цієї води опинилася б на поверхні.
«Ми маємо бути вдячними за цей глибокий резервуар, — додав Якобсен. — Якби його там не було, вода була б на поверхні Землі, і верхівки гір були б єдиною сушею, що стирчить назовні».
Резервуар знаходиться в перехідній зоні мантії, розташованої між верхньою та нижньою мантією. На цій глибині умови дозволяють воді повільно рухатися крізь породу. За словами професора Франка Бренкера, геофізика з Франкфуртського університету імені Ґете, «ці мінеральні перетворення значно ускладнюють рух гірських порід у мантії».
Вода, замкнена в рингвудіті, ймовірно, відіграє вирішальну роль у регулюванні тепла та переміщенні матеріалу між мантією та поверхнею Землі. Це може впливати на тектонічну активність та стабільність земної кори у геологічних часових масштабах.
Поки що докази наявності вологого рингвудиту отримані на основі вимірювань під територією США. Тепер Якобсен хоче визначити, чи тягнеться глибокий резервуар води по всій планеті.
Нагадаємо, вчені дізналися, коли у Всесвіті з'явилася вода.
