Давно существующие подозрения теперь подтверждены: на Земле намного больше воды, чем мы думали раньше. Ученые доказали существование океана в земной коре, он обнаружен не в обычных местах, где мы могли бы его ожидать, а в переходной зоне между верхней и нижней мантией. Это вывод международной команды ученых, включающей исследователей из Института геонаук Франкфуртского университета имени Гете.
Эта переходная зона, где вода задерживается в горных породах, расположена на глубине от 410 до 660 километров. Преобладающее давление в этой зоне вызывает изменение в кристаллической структуре минерала оливина, составляющего примерно 70% верхней мантии Земли.
В глубине нашей Земли есть уникальные минералы, которые меняются на глубине от 410 до 520 километров. На глубине 410 километров минерал изменяется на вадслеит, а на глубине 520 километров на рингвудит, которые имеют еще более плотную структуру, чем оливин. Вадслеит и рингвудит являются уникальными минералами, так как они могут накапливать большое количество воды, в сравнении с оливином. В результате, переходная зона между минералами может вместить в себя в шесть раз больше воды, чем все океаны вместе взятые. Однако, вода внутри Земли находится в горных породах в виде гидрата, а не в жидкой форме. Это означает, что гидратированная порода не течет и не ощущается влажной, как отмечают ученые.
Исследовательские открытия показывают, что океаническая вода может проникать в земную кору, по мере того, как земные плиты опускаются в переходную зону. Глубоководные отложения, перемещающиеся вместе с плитами, могут хранить большие объемы воды и CO2. Однако, до недавнего времени не было понятно, какая часть этой воды достигает переходной зоны в виде стабильных минералов и карбонатов, и действительно ли там хранится значительное количество воды.
Результаты немецко-итальяно-американского исследования, которые провели анализ 1,5 сантиметрового алмаза из Ботсваны, показывают удивительную картину. Исследование доказывает, что алмаз, формировавшийся на глубине 660 километров, содержит многочисленные включения воды. Этот факт подтверждается химическим составом, указывающим на то, что алмаз образовался из обычной мантии Земли. Выводы исследования опровергают мнение о том, что переходная зона является сухой, а указывают на то, что она хранит значительное количество воды.
Однако, это не все. Результаты исследования также указывают на то, что внутренний океан в земной коре играет важную роль в динамике мантии.
Высокое содержание воды в мантии Земли представляет собой важный фактор, который усиливает ее динамичность. Мантийные плюмы, как известно, являются восходящими потоками горячей породы из глубоких слоев мантии, которые начинают плавиться уже в переходной зоне, а не только вблизи поверхности Земли.
Таким образом, переходная зона, которая обычно служит барьером для динамики, неожиданно становится движущей силой в глобальном материальном цикле. Это провоцирует более сильное движение земных плит, которые могут погрузиться в переходную зону, что в свою очередь усиливает динамическую активность мантии.