Учёные раскрыли, как вода пережила огненное рождение Земли

Примерно 4,6 миллиарда лет назад поверхность Земли представляла собой глобальный океан магмы, где вода в жидком виде не могла существовать. Учёные долго не могли понять, как вода пережила эту фазу и сформировала современные океаны.

Океаны Земли могли пережить огненное рождение планеты, скрывшись глубоко под землёй. Изображение: AI/ScienceDaily.com

Новое исследование под руководством профессора Чжисюэ Ду из Гуанчжоуского института геохимии Китайской академии наук предлагает ответ. Учёные обнаружили, что огромные объёмы воды могли сохраниться глубоко в мантии Земли по мере её остывания и кристаллизации.

Результаты, опубликованные в журнале Science 11 декабря, показывают, что бриджманит — самый распространённый минерал в мантии — может действовать как микроскопический «контейнер для воды». Это свойство позволило молодой Земле удерживать значительное количество воды под поверхностью.

Чтобы проверить эту гипотезу, команда воссоздала экстремальные условия, существующие на глубине более 660 километров, с помощью алмазной наковальни и лазерного нагрева, достигая температур около 4100 °C. Используя передовые методы анализа, такие как криогенная трёхмерная электронная дифракция и атомно-зондовая томография, учёные смогли «увидеть» распределение воды в микроскопических образцах.

Эксперименты показали, что способность бриджманита удерживать воду резко возрастает при высоких температурах. Это означает, что в период магматического океана в нижней мантии могло сохраниться гораздо больше воды, чем считалось ранее. Моделирование команды указывает, что этот древний резервуар мог содержать от 0,08 до 1 объёма современных океанов.

Эта глубоко запасённая вода не просто оставалась в ловушке. Она действовала как «смазка» для внутреннего двигателя планеты, снижая температуру плавления и вязкость пород мантии, что способствовало тектонике плит. Со временем часть этой воды медленно возвращалась на поверхность через вулканическую активность, формируя атмосферу и океаны. Исследователи полагают, что эта скрытая «искра воды» сыграла решающую роль в превращении Земли из огненного шара в голубую планету, пригодную для жизни.