Учёные заявляют, что внутри Земли существует скрытый океан: как такое возможно?
Миллиарды лет назад Марс мог быть очень похож на Землю: его поверхность бороздили реки, а значительную часть занимал океан. Но сегодня это безжизненная ледяная пустыня. Куда исчезла вся влага? Учёные полагают, что она не просто испарилась в космос, а навсегда оказалась заперта глубоко в недрах планеты из-за остановки её внутреннего «двигателя». Может ли Земля повторить эту катастрофическую судьбу?
Земля против Марса
Глубинный водный цикл определяет облик нашей планеты. Переходная зона мантии играет роль гигантской буферной губки, регулирующей объём жидкой воды на поверхности. Если бы механизма субдукции и вулканического возврата не существовало, Земля могла бы высохнуть либо её полностью затопило бы водой.
Марс
Именно остановка внутренних процессов погубила Марс. Там нет тектоники плит, кора представляет собой единую неподвижную оболочку. Марсианская вода вступила в химические реакции с породами коры, превратилась в глину и оказалась навсегда заперта под поверхностью без возможности вернуться в атмосферу через вулканы. На Земле же постоянная переработка старой коры позволяет воде непрерывно циркулировать.
Больше удивительных фактов о природе и окружающем мире можно узнать из познавательных фильмов в онлайн-кинотеатрах.
Бриллиант из Южной Америки
Воды на поверхности Земли в избытке: площадь поверхности суши примерно в 2,5 раза меньше площади всех океанов и морей планеты. Однако куда более значительные запасы воды скрыты глубоко под землёй.
Долгое время дискуссии о наличии больших запасов воды в глубокой мантии оставались лишь теорией. Ситуация изменилась в 2014 году, когда исследователи из Университета Альберты изучили невзрачный коричневый алмаз, найденный в Бразилии. Внутри этого камня, выброшенного на поверхность вулканом, сохранилось крошечное включение размером около 40 микрометров — минерал рингвудит.
До этой находки рингвудит встречали исключительно в метеоритах, переживших столкновения в космосе. Это был первый образец, добытый из земных недр. Рингвудит формируется на глубине от 525 до 660 километров. Анализ показал невероятное: в кристаллической решётке этого минерала содержится около 1,5% воды.
Ведущий автор исследования Грэхэм Пирсон держит при помощи пинцета кристалл рингвудита
Камень оказался на поверхности благодаря кимберлитовым магмам. Они поднимаются с огромных глубин со скоростью десятки километров в час. Именно столь стремительный бросок наверх спас структуру рингвудита от разрушения при падении давления.
Дождь, который идёт наверх
Земная кора находится в постоянном движении. В зонах субдукции, где одни тектонические плиты подныривают под другие, холодная океаническая порода вместе с водой затягивается глубоко в недра.
Когда она опускается до границы в 660 километров, происходит резкое изменение. Рингвудит распадается на другие минералы — бриджманит и ферропериклаз, чья жёсткая структура практически не способна удерживать водород. Влага буквально «выжимается» из камня.
Свободная вода снижает температуру плавления окружающих пород, создавая зоны частичного плавления и линзы лёгкой магмы. Эта магма стремится подняться вверх, обратно в переходную зону, образуя восходящие потоки. Учёные назвали этот процесс «восходящим дождём». Высвобождение воды под огромным давлением провоцирует глубинные землетрясения и питает вулканы, в итоге возвращая волатильные компоненты в атмосферу.
Невидимый подземный океан
Если экстраполировать данные анализа на весь объём переходной зоны мантии, получается впечатляющая картина. Геологи подсчитали, что там может быть заперто в три раза больше воды, чем во всём Мировом океане на поверхности Земли.
Вода на таких глубинах от 410 до 660 километров не плещется в виде подземных озёр или морей. Влага там присутствует не как жидкость, а в форме ионов гидроксила. Под экстремальным давлением эти частицы интегрируются прямо в кристаллическую решётку раскалённых силикатов. Минералы переходной зоны работают как мощнейшие сорбенты водорода: например, вадслеит способен удерживать до 3% воды по массе, а рингвудит — до 2,5%. Вместе они содержат гигантское количество влаги, которая постоянно циркулирует — попадает в недра через разломы плит и выходит обратно в атмосферу через океаны.
Живая планета
Привычная гидросфера — это лишь малая часть реальных запасов. Основная масса воды скрыта глубоко внутри, и поверхностные океаны можно сравнить с конденсатом, выступившим на поверхности колоссальной каменной губки.
Твёрдая земля под нами полна воды. Присутствие растворённого водорода снижает вязкость мантии, что усиливает её конвекцию — способность к перемешиванию. Это критически важно: активная конвекция охлаждает внешнее ядро Земли, поддерживая работу «геодинамо», которое генерирует магнитное поле планеты. Магнитный щит, в свою очередь, защищает поверхность планеты от губительного солнечного ветра и космической радиации. Именно этот скрытый от глаз подземный океан связывает все элементы воедино, делая Землю по-настоящему живой и динамичной системой.
Подписывайтесь на Рамблер в Max! Так мы останемся на связи даже в нестабильные времена.
Как «ледяной ад» на Земле помог развитию жизни и может ли это повториться