Ученые выяснили, что большая часть воды Земли могла впитать ее мантия

Китайские ученые из Академии наук КНР представили результаты исследования, которые могут существенно изменить представления о происхождении воды на Земле. Работа, опубликованная в журнале Science, указывает на то, что значительная часть земной воды могла находиться в глубинных слоях планеты с самых ранних этапов ее формирования. Это противоречит распространенной гипотезе, согласно которой вода в основном поднималась к поверхности в процессе остывания молодой Земли и дегазации магматического океана.

Исследовательская группа под руководством Вэньхуа Лу провела серию лабораторных экспериментов, воссоздающих экстремальные условия ранней Земли. С помощью алмазной наковальни и лазерного нагрева ученые смоделировали процесс кристаллизации магматического океана при высоких давлениях и температурах. В ходе экспериментов было установлено, что глубинные минералы, прежде всего бриджманит — один из основных компонентов нижней мантии, способны активно поглощать воду в процессе своего формирования.

Полученные данные показали, что водород встраивается в кристаллическую решетку минералов, образуя устойчивые связи с кислородом. В результате значительные объемы воды оказываются «заперты» внутри пород, а не поднимаются к поверхности. По оценкам ученых, суммарное количество поглощенной влаги может быть сопоставимо с объемом современных океанов. При этом ключевую роль играет температура: чем она выше, тем эффективнее минералы удерживают воду. По мере охлаждения планеты эта способность ослабевала, что могло приводить к постепенному высвобождению воды через вулканизм на протяжении миллиардов лет.

Новое открытие позволяет иначе взглянуть на формирование земных океанов, которые, как считается, появились около 4,4 миллиарда лет назад. Согласно предложенной модели, поверхность Земли могла получать воду не одномоментно, а серией импульсов из глубинных резервуаров. При этом часть древней воды, по мнению исследователей, до сих пор может находиться в мантии, оказывая влияние на ее физические свойства.

Присутствие воды в глубоких слоях Земли имеет важное значение для геологических процессов. Даже небольшое количество водорода снижает прочность химических связей в минералах, делая породы более пластичными. Это напрямую влияет на конвекцию мантии, тектоническую активность и вулканизм — процессы, которые играют ключевую роль в тепловом балансе планеты и поддержании условий, пригодных для жизни.