Ученые из Китайской академии наук пришли к выводу, что значительная доля воды на ранней Земле могла быть поглощена глубокими минералами мантии и, возможно, никогда не поднималась на поверхность. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Science.
Долгое время считалось, что по мере остывания молодой планеты почти вся вода из глобального магматического океана поднималась на поверхность и образовывала океаны. Однако эксперименты продемонстрировали, что в процессе кристаллизации расплавленных пород огромные объемы воды могли «запереться» внутри планеты.
Команда под руководством профессора Вэньхуа Лу воссоздала условия ранней мантии — экстремальные давления и температуры — с помощью алмазной наковальни и лазерного нагрева. В этих условиях ученые наблюдали образование бриджманита, наиболее распространенного минерала нижней мантии Земли. Выяснилось, что водород активно встраивается в его кристаллическую решетку, связываясь с атомами кислорода.
Сравнив содержание воды в кристаллах и в расплаве, исследователи установили, что на ранних этапах охлаждения планеты значительная часть воды уходила в минералы. Причем при более высоких температурах этот процесс был особенно эффективным: в кристаллах образовывалось больше «пустот», облегчавших проникновение водорода.
По мере дальнейшего охлаждения Земли способность бриджманита удерживать воду снижалась. Это создавало условия для постепенного возвращения захваченной воды на поверхность — через плавление пород и вулканическую активность. Таким образом, океаны могли формироваться не одномоментно, а подпитываться импульсами на протяжении миллиардов лет.
Авторы исследования подчеркивают, что часть воды может до сих пор оставаться в глубоких слоях мантии. Это указывает на то, что современные океаны отражают лишь часть общего водного баланса планеты, а скрытые водные резервы могли сыграть ключевую роль в долгосрочной пригодности Земли для жизни.
Фото: hi-tech.mail.ru