Геологи обнаружили массу воды глубоко в земной мантии

Даже глубочайшие из созданных людьми скважин не проникают достаточно далеко в недра земли. О происходящем в сотнях километров внизу мы можем узнавать по минералам, которые выносятся оттуда ближе к поверхности. Не так давно подобный образец (массой в полтора карата) нашли в алмазных копях в Ботсване, после чего он попал в руки геологов.

Ученые выяснили, что алмаз с многочисленными минеральными включениями сформировался на глубине около 660 километров, причем даже там расплавленные породы содержат немалое количество воды. Об этом Тинтин Гу (Tingting Gu) и его коллеги пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

В общей сложности геологи рассмотрели в образце 12 микроскопических включений, изучив их с помощью рентгеновской и рамановской спектроскопии. Это позволило найти в них мантийные минералы, такие как рингвудит, ферропериклаз и энстатит. При определенных условиях, включая высокое давление, рингвудит способен превращаться в ферропериклаз и бриджманит, а при понижении давления бриджманит становится энстатитом. Таким образом, сочетание всех трех минералов рассказало немало об обстоятельствах образования алмаза и появления включений в нем.

Некоторые включения под микроскопом / ©Gu et al., 2022

В результате геологи определили, что образец происходит с глубины 660 километров. Это чрезвычайно интересная область, разделяющая нижнюю и верхнюю мантии, где происходит довольно быстрое изменение ее состава, плотности и других свойств. А присутствие рингвудита, брусита и некоторых других минералов в исследованном недавно образце говорит о наличии воды даже на столь большой глубине. Свидетельства этому были известны и прежде, но, судя по новым данным, воды в переходном слое мантии должно быть немало.

Напомним, хотя поверхность Земли покрыта океанами почти на три четверти, не меньшие количества влаги скрываются глубже. Сквозь трещины в литосфере вода просачивается вниз и попадает в мантию. Через некоторое время она может снова подняться наверх: например, с выбросами вулканов. Этот долгий геологический круговорот воды играет большую роль в процессах, охватывающих планету в целом. Новая работа позволит лучше понимать, как он устроен.