Редкий алмаз подтвердил наличие океанов воды в мантии Земли

Алмаз, переживший поездку из «ада», подтвердил давнюю теорию: в земной мантии прячутся океаны воды. «Это прямое подтверждение того, что есть очень, очень большое количество воды, замкнутой в ловушке в отдельном слое глубоко под Землей», — рассказал Грэм Пирсон, ведущий автор исследования и геохимик из Университета Альберты в Канаде. Результаты исследования были опубликованы 12 марта в журнале Nature.

Невзрачный на вид алмаз заключает в себе крошечный кусочек оливинового минерала рингвудита. Впервые этот минерал был обнаружен на поверхности Земли, а не в лаборатории или метеорите. Рингвудит формируется только в условиях экстремального давления на глубине не менее 515 километров вглубь Земли.

За последние десятилетия ученые воссоздали мантию в лабораториях, нагревая оливин лазерами, выстреливая минералами из массивных орудий и сжимая камни в алмазных наковальнях, имитирующих недра Земли. Лабораторные исследования показали, что оливин принимает разные формы в зависимости от глубины, на которой обнаруживается. По мере роста давления образуются новые формы кристаллов. Изменения скорости волн землетрясений также поддерживают эту модель. Сейсмические волны ускоряются или замедляются на определенной глубине в мантии. Ученые предполагают, что эти зоны скорости формируются в зависимости от типа оливина. К примеру, на глубине от 520 до 660 километров, оливин должен становиться рингвудитом. Но до нынешних пор ни у кого не было прямых доказательств того, что на этой глубине он вообще есть.

Алмаз из Бразилии подтверждает, что модели корректны. Оливин становится рингвудитом на такой глубине, а этот слой называется переходной зоной мантии. Также находка разрешает долго текущие дебаты о наличии воды в этой самой зоне.

«Это приводит к невероятно большому массиву воды, который по объемам может сравниться со всеми мировыми океанами», — рассказал Пирсон.

Тектоника плит перерабатывает земную кору стягивая и растягивая плиты океанической коры в зонах субдукции, где она погружена в мантию. Эта кора, пропитанная океаном, сливает воду в мантию. Многие из таких плит застревают в переходной зоне мантии. Ученые считают, что значительная часть воды в мантии берется именно отсюда.

Крошечный зеленый кристалл, поднятый с 525-километровой глубины, был куплен у алмазодобывающей компании в Джуине (Бразилия). Алмазы из самых глубин, как правило, деформированы и избиты долгим путешествием. Поэтому не представляют никакой коммерческой ценности, но геологам они дают уникальную возможность заглянуть вглубь Земли.