Обсяг води в земній мантії виявився порівнянний зі Світовим океаном

Міжнародна група вчених з Японії та Німеччини провели експеримент, який може побічно доводити наявність води в перехідній зоні мантії Землі. За оцінкою в'язкості мантії вчені розрахували передбачуваний обсяг води і опублікували результати в

Мантію Землі прийнято розділяти на нижню, верхню і перехідну зону між ними, що знаходиться в діапазоні глибин від 410 до 660 кілометрів. Оскільки на даний момент навіть верхня межа мантії Землі недосяжна для безпосереднього вивчення, її дослідження як правило будуються на непрямих вимірах за допомогою сейсмології. Згідно з існуючою теорією, верхня і нижня мантії не містять води. Але існують припущення, згідно з якими перехідна зона може містити до декількох відсотків води і таким чином містити її в обсягах, більших, ніж всі світові океани разом узяті. У 2014 році ця теорія зміцнилася після того, як вчені знайшли в алмазі включення мінералу рінгвудиту - одного з основних компонентів перехідної зони, з вмістом у ньому води рівним близько 1,4 масових відсотка.

Одним з основних параметрів мантії є в'язкість, яка відома вченим за рахунок спостереження за поширенням в мантії сейсмічних хвиль, а також нерівномірним розподілом сили тяжкості в різних точках Землі. Геологи припускають, що зниження в'язкості в перехідній зоні може бути обумовлено саме наявністю в мінералах деякої кількості води. Вчені вирішили синтезувати штучний рингвудит і змінюючи концентрацію води порівняти його в'язкість з спостерігається в мантії. Для цього вони вивчали дислокаційну мобільність синтезованого мінералу в різних умовах і з різним вмістом води. Дислокаційна мобільність показує, наскільки легко лінійні дефекти пересуваються в кристалі під дією докладених до нього зовнішніх сил. Виходячи з цієї величини вчені могли оцінити в'язкість матеріалу.

Виявилося, що при вмісті від 1 до 2 відсотків води в'язкість рінгвудиту збігається з спостерігається в перехідній зоні. У температурному інтервалі, який імовірно є в перехідній зоні, максимальний вміст води в рингвудиті змінюється від 0,8 до 1,5 відсотка води залежно від глибини. Таким чином, вчені роблять висновок, що ця частина мантії практично максимально насичена водою. Сумарний об'єм води в ній приблизно відповідає обсягу всіх океанів разом узятих.

Великий внесок у вивчення будови землі зробив радянський проект Кольської надглибокої свердловини, в рамках якого вчені досягли глибини в 12 кілометрів 262 метрів, і тим самим встановили рекорд за глибиною свердловини. Докладніше про проект можна прочитати тут.