Вода в земной мантии появилась 2,7 млрд лет назад
Мантия Земли содержит воду в оливинах
Ученые из Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского Российской академии наук и коллеги из Франции и Германии убедились в наличии залежей воды в земной мантии. Специалисты полагают, что она появилась там порядка 2,7 миллиардов лет назад и была источником наполнения океанов. Об этом повествует статья ведущего автора исследований Александра Соболева, опубликованная в журнале Nature.
Ученые исследовали коматииты, возрастом 2,7 миллиарда лет из магматических пород. В них содержатся вкрапления минералов рингвудит и вадслеит, образующихся из оливина при давлении в сотни тысяч атмосфер в мантии планеты. В 2014 году канадские ученые впервые обнаружили воду в рингвудите. Считается, что воду в мантию приносят литосферные плиты. Погружаясь в мантию, плита увлекает за собой то, что находится на ее поверхности, в числе прочего и водосодержащие минералы со дна океана. Часть этой воды оказывается в переходной зоне земной мантии, где и сохраняется в оливинопроизводных минералах. При этом сам оливин - основной минерал мантии.
Но в этой картине не все сходится. Дело в том, что движение литосферных плит началось примерно 3 миллиарда лет назад, по крайней мере по сведениям специалистов. А 2,7 миллиарда лет назад в мантии уже содержался избыток воды. Нестыковка, однако. Получается, то-ли плиты начали двигаться раньше, то-ли наличие воды в мантии не связано с их движением, а была она там изначально. Соболев считает, что вода была принесена на Землю кометами и астероидами достаточно рано, когда только сформировался шар планеты. Ясно одно - молекулы воды в мантии заключены в расплавах горных пород или в твердых минералах. Таких, как упомянутые рингвудит и вадслеит, которые находятся на глубине 410 - 600 километров. Именно там проходит транзитная зона между верхней и нижней мантией.
Эти минералы содержат в сотни раз больше воды, чем исходный оливин. По расчетам ученых, в транзитной зоне может содержаться достаточно воды для наполнения нескольких океанов. Образцы магмы, которые исследовали специалисты, поднялись на поверхность в мантийных плюмах, устремляющихся от центра Земли вверх. Древние плюмы были по крайней мере на 200 градусов горячее современных (1800 градусов Цельсия против 1600). И этой температуры было вполне достаточно, чтобы в транзитной зоне они частично плавились и насыщались водой. Современные же плюмы вбирают и выносят воду из нижней мантии, где ее в принципе немного.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы разобраться в сложившейся ситуации. В частности, специалисты говорят о необходимости изучения коматиитов возрастом 3,5 миллиарда лет.
