До недавнего времени было принято считать, что вся вода на Земле когда-то попала сюда извне — с ледяными телами вроде комет или метеоров. Идея заключалась в том, что в молодости планеты в неё врезались куски льда из космоса, и со временем они растаяли и образовали моря, реки, океаны. Долгое время это казалось логичным объяснением.
Но новые данные говорят о другом. Всё больше признаков указывает на то, что вода была на Земле с самого начала — она могла быть частью самой планеты ещё в момент её формирования. Причём выяснилось: под землёй есть не просто немного воды, а очень много. Настолько, что её объём в несколько раз превышает всё, что мы видим на поверхности — океаны, моря, озёра, реки и ледники вместе взятые.
Где именно находится эта вода
Учёные выяснили, что огромные запасы воды скрываются глубоко под ногами — примерно в 400–600 километрах от поверхности. Это не подземные источники, к которым можно добраться бурением. Эти воды находятся намного глубже — в слое Земли между верхней частью и её ядром.
При этом вода не в жидком виде. Её не видно и нельзя собрать. Она «запечатана» внутри камней. На этой глубине настолько высокое давление, что породы Земли уплотнены до предела. Именно в них и находится вода — в виде отдельных молекул, которые «встроены» в структуру этих минералов.
Как это доказали
Чтобы понять, что происходит на такой глубине, учёные используют данные от землетрясений. Когда происходят толчки, волны от них проходят через всю планету. И по тому, как они меняют скорость и направление, можно понять, через какие слои они прошли и что в них находится.
Исследователи заметили, что на глубине в несколько сотен километров волны замедляются, как будто проходят через материал, содержащий воду. Это совпало с лабораторными опытами, где специалисты воссоздали условия, похожие на те, что внутри Земли. Там оказалось, что определённые камни действительно могут удерживать воду в своём составе.
Эта подземная вода содержится в породе, называемой рингвудит.
Рингвудит — это особый тип горной породы, образующийся при высоких давлениях и существующий только в мантии Земли. До того, как этот тип горной породы был обнаружен внутри метеорита в Австралии, его существование было исключительно теоретическим. (Человек никогда не исследовал мантию Земли.) Предполагается, что рингвудит содержится в мантии в огромных количествах. Ученые давно предполагали, что мантия способна формировать подобные породы благодаря своим условиям. Внутри этой породы скрывается вода, которую обнаруживают во время сейсмических исследований.
Насколько много воды может быть внутри Земли
Когда учёные подсчитали примерный объём таких пород внутри Земли и содержание воды в них, получилось, что эта внутренняя вода по объёму в два или даже три раза больше всех поверхностных океанов. Это впечатляющая цифра. Речь не идёт о воде, которая прямо сейчас может попасть на поверхность. Но она есть, и это меняет представление о том, как устроена планета.
Почему это открытие важно
Во-первых, если вода находилась внутри планеты с самого начала, это ставит под сомнение старую теорию, согласно которой вода появилась из-за столкновений с космическими телами. Возможно, Земля изначально содержала воду, и её поверхность лишь постепенно выпустила наружу часть этих запасов.
Во-вторых, это означает, что круговорот воды на планете — это не только испарения, осадки и подземные источники. Есть более глубокие и долгосрочные процессы, в которых вода поднимается и уходит на огромных глубинах. Мы просто раньше об этом не знали.
В-третьих, это даёт новое понимание процессов внутри Земли. Например, вода влияет на движение тектонических плит, на вулканы и на процессы, происходящие в недрах планеты. Чем больше мы знаем о ней — тем лучше понимаем, как устроена наша планета.
Что пока неясно
Хотя доказательства серьёзные, многое ещё предстоит узнать. Неясно, как вода оказалась на такой глубине: была ли она там с самого начала или попала туда позже. Также пока неизвестно, может ли она подниматься обратно на поверхность и если да — как именно и в каких объёмах.
Пока что у человечества нет технологий, чтобы напрямую добраться до этих глубин. Поэтому всё, что мы знаем, основано на косвенных данных — наблюдениях, экспериментах и моделях.
Под земной поверхностью скрывается огромный запас воды, находящейся внутри породы на большой глубине. Это открытие полностью меняет представление о том, откуда взялась вода на Земле и как она движется внутри планеты. Она не обязательно пришла извне. Возможно, она всегда была частью Земли.