Китайські вчені довели, що вода пережила найгарячіші етапи формування Землі

Нове дослідження китайських геохіміків пропонує переконливе пояснення того, як вода змогла пережити найгарячіші етапи формування Землі. Робота команди під керівництвом професора Чжісюе Ду з Інституту геохімії Гуанчжоу (Китайська академія наук) показала, що величезні запаси води могли бути «заховані» глибоко в мантії планети ще тоді, коли її поверхня залишалася розпеченим океаном магми.

Згідно з результатами, опублікованими в журналі Sci­ence, ключову роль відіграє бриджманіт — найпоширеніший мінерал у земній мантії. Дослідники довели, що він здатен утримувати воду у своїй кристалічній структурі, фактично виступаючи як мікроскопічна «водна капсула». Це відкриття перевертає попередні уявлення, за якими глибока мантія вважалася майже сухою.

Дослідження води в крихітній пробі. Джерело: команда професора Ду Чжісюе.

Щоб підтвердити гіпотезу, команда створила унікальну експериментальну установку — комірку з алмазними наковальнями, здатну відтворювати тиск і температуру понад 4 000 °C, подібні до умов на глибині понад 600 км. Використовуючи лазерне нагрівання, електронну дифракцію, NanoSIMS і атомно-зондову томографію, вчені змогли побачити розподіл води всередині крихітних зразків розміром у десятки нанометрів — уперше на такому рівні точності.

Отримані дані показали, що здатність бриджманіту «замикати» воду зростає зі збільшенням температури. Це означає, що в умовах ранньої Землі — під час її «океану магми» — мінерал міг утримати набагато більше води, ніж вважалося раніше. Моделювання показало, що внаслідок цього нижня мантія стала найбільшим сховищем води у твердій оболонці планети. За оцінками, її запаси могли становити від 0,08 до 1 об’єму сучасних океанів.

Еволюція глибоководних вод від ранньої Землі до наших днів. Джерело: команда професора Ду Чжисюе.

Науковці припускають, що ця вода не залишалася нерухомою. Вона знижувала температуру плавлення та в’язкість порід, стимулюючи мантійні потоки й тектонічні рухи, які забезпечили геологічну активність планети. Згодом частина цієї глибокої води вивільнялася через вулканічні процеси, формуючи первісну атмосферу та океани.

Дослідники називають це відкриття доказом того, що «іскра життя» — вода — була присутня всередині Землі від самого початку. Вона не прийшла ззовні, а вижила у надрах планети, щоб зрештою повернутися на поверхню і створити умови для зародження біосфери.