Исследовательская группа под руководством профессора Ду Чжисюэ из Гуанчжоуского института геохимии Китайской академии наук недавно опубликовала новую работу в журнале Science.
Впервые ученые с помощью экспериментов при высоких температурах и давлении подтвердили, что в глубине нижней мантии Земли (на глубине 660 километров) может находиться «суперокеан» — огромный резервуар первородной воды, объем которого составляет от 8% до 100% от общего объема всех океанов на поверхности Земли.
Исследовательская группа создала передовую технологическую платформу, которая впервые успешно смоделировала экстремальные условия на глубине 660 километров под землей (давление приблизительно 23-32 ГПа и высокая температура 1273-2100 К).
Известно, что 4,6 миллиарда лет назад Земля не была голубой планетой. Частые и сильные столкновения небесных тел привели к тому, что её поверхность и недра заполнились раскалёнными океанами магмы, что сделало невозможным существование воды в жидком состоянии и создало критическую ситуацию, в которой жизнь не могла выжить. По мере охлаждения раннего магматического океана Земли он кристаллизовался в твердые минералы, которые постепенно сформировали мантию.
Бриджманит — самый ранний кристаллизующийся минерал в мантии, на его долю приходится более половины всего её содержимого. Он действует как «контейнер для хранения воды», и его способность «удерживать воду» напрямую определяет, сколько воды может быть перенесено из магмы в твёрдую Землю.
Недавние исследования показывают, что способность минералов удерживать воду значительно возрастает с повышением температуры. Это означает, что во время самой горячей фазы «магматического океана» на Земле кристаллизующийся бриджманит смог «захватить» и сохранить гораздо больше воды, чем считалось ранее.
Модель кристаллизации магматического океана, построенная на основе экспериментальных данных, показывает, что после затвердевания магматического океана ранней Земли нижняя мантия стала крупнейшим резервуаром воды во всей твердой мантии, с емкостью хранения воды, которая может быть в 5–100 раз выше, чем предполагалось ранее научным сообществом.