Можете ли вы представить, что когда-то давно на Земле не было ни одного океана? Ни морей, ни озер, вообще никакой воды. Наша голубая планета была похожа на огромный каменный шар. Однако потом все изменилось: появилась жизнь, возникли животные, начали развиваться цивилизации. Мы привязаны к воде, это источник жизни. Откуда же все-таки появилась вода?
Китайские и российские ученые пришли к выводу, что на Земле раньше существовал минерал — гидросиликат магния, который теоретически мог существовать лишь в условиях высокого давления. После появления земного ядра и падения давления в мантии этот минерал, по мнению авторов, разложился, в результате чего выделилось большое количество воды, которая и дала начало земным океанам.
Ученые с помощью компьютерного моделирования предсказали существование на ранней Земле соединения Mg2SiO5H2, стабильного при высоких давлениях и температурах. Теоретически такой минерал, гидросиликат магния, по оценкам авторов, мог содержать около 11 весовых процентов воды. Минерал — это соединение четырех элементов — магния, кремния, кислорода и водорода. Полученный минерал Mg2SiO5H2 может существовать только при давлениях выше 260 гигапаскалей, а при более низких давлениях распадается с выделением воды.
Ранняя Земля была лишена воды по меньшей мере в верхних сотнях километров благодаря высокой температуре и постоянным астероидным бомбардировкам. Когда ядро возникло (примерно через 30 миллионов лет после формирования Земли), силикатные минералы были вытеснены в область меньших давлений, где стали неустойчивыми и должны были разложиться на воду и смесь MgSiO3+MgO.
Появление воды на Земле в результате разложения первоначально существовавших в ее недрах водных минералов — одна из гипотез возникновения океанов, альтернативная «кометной» гипотезе, предполагающей, что вода была доставлена на нашу планету в результате кометной бомбардировки. Однако соотношение дейтерия к водороду в океанах иное, чем в кометах. Кроме того, поверхность Земли в период кометной бомбардировки была настолько горячей, что любая жидкая вода, поступающая извне, тут же испарилась бы.
В последнее время все больше данных свидетельствует, что большие объемы воды могли содержать в своей кристаллической структуре первичные минералы Земли. Проблема заключается только в том, чтобы определить, что это были за минералы. Глубоко в недрах планеты давление достигает сотен гигапаскалей, что в миллионы раз больше атмосферного давления, и тысяч градусов по Кельвину. Воссоздать такие условия в лаборатории очень сложно. Ученые для этого используют методы цифрового моделирования.
Авторы исследования разработали алгоритм, который по набору атомарных и молекулярных ингредиентов позволяет предсказывать стабильные кристаллические структуры.
Информация взята с сайта ria.ru.
____________________________________________
Подписывайтесь на наши информационные ресурсы: