В земната мантия има вода колкото във всички океани

/КРОСС/ Дълбоко в Земята има повече вода, колкото в океаните. Това е заключението от експерименти върху скали, типични за преходната зона в мантията - световен буферен слой на 410 до 660 км под краката ни, който отделя горната от долната мантия.

Резултатите се прибавят към все по-нарастващите доказателства, че в мантията има много повече вода от допусканото досега, предимно хваната като йони в кристали на минерали, а не във формата на течна вода, съобщава News scientist.

"Ако изчисленията ни са правилни, това означава, че има огромно количество вода дълбоко в Земята", коментира и Фей Хунджан (Fei Hongzhan) от Университета в Байройт, Германия. "Цялото количество е почти същото като масата на водата във всички световни океани", пояснява тя.

Резултатите от експериментите са публикувани в Science Advances ("A nearly water-saturated mantle transition zone inferred from mineral viscosity").

Досега поне един екип откри богати на вода скални фрагменти във вулканични останки, дошли от мантията. Друг екип проведе експерименти, които са показали, че водата в тези дълбочини се е формирала там, а не е дошла на първичната планета с помощта на комети и астероиди.

"Голямото количество вода, хванато в скали в тази дълбока област на мантията, със сигурност ще ни накара да мислим повече относно това как се е появило там или вероятно как може винаги да е било​ там от втвърдяването на мантията", коментира Стивън Джейкъбсън (Steven Jacobsen) от Северозападния университет на Илинойс, който не е част от проучването. "Това е ключов въпрос за еволюцията на Земята, който се разпростира и до екзопланетите", добавя той.

Фей и неговите колеги заключават за наличие на високо водно съдържание в преходната зона на мантията чрез лабораторни експерименти върху синтетични скали, използвани като модел на онези, които обикновено се намират в посочения земен пласт, както и един пласт отдолу.

Геофизични и сеизмични измервания вече са показали, че вискозитетът на преходната зона на мантията е по-нисък от този в горния и долния слой на мантията. Чрез своите експерименти екипът на Фей показват, че измерените стойности на вискозитета съвпадат с тези на един минерал, наречен рингудит, който преобладава в преходната зона на мантията.

За рингудита се знае, че се образува при високи температури и налягания на земната мантия между 525 и 660 км дълбочина. Рингудитът е забележителен с това, че в структурата му има хидроксидни йони - кислородни и водородни атоми. Този състав и фактът, че се образува дълбоко в земната мантия показва, че там се намира вода с обем, еквивалентен на три световни океана в преходната зона земна кора-мантия на 410-660 км дълбочина.

"Това съвпада с наблюдавания вискозитет в преходната зона на мантията", отбелязвай Фей. "Затова заключихме, че този слой би трябвало да е влажен", допълва ученият.

Възприето е, че горният и долният слой на мантията са сухи, но засега учените спорят дали това важи и за преходния слой между тях. За своите лабораторни експерименти учените произвеждат синтетични версии на ригудита от преходната зона, както и силикатни минерали с перовскитна структура, които преобладават в долната мантия.

Като изчисляват мобилността на дислокацията - лекотата, с която линеен дефект или нарушение на кристалната решетка може да се разпространи - учените правят заключение за вискозитета. Колкото по-мобилна дислокацията, толкова по-лесно се деформират кристалите, намалява вискозитетът и скалата е "по-течна".

Това, което учените откриват, е, че прибавайки вода към рингудита, се намалява неговия вискозитет, и когато водата обхваща 1 до 2% от теглото на скалата, вискозитетът съвпада точно с този от изчисленият в реални условия. "Ние определяме връзката между водното съдържание и мобилността на дислокацията, след което използваме резултата да изчислим водното съдържание в преходната зона", обяснява Фей.

"Тези много трудно и много добре проведени експерименти са част от разширяващата се картина, получена от лабораторни и полеви наблюдения чрез геофизични и естествени проучвания, която показва, че преходната зона на манията вероятно е дом на значително количество вода", коментира Греъм Пиърсън (Graham Pearson) от Университета на Албърта, Канада.