Нови лабораторни експерименти разкриват минерали, способни да задържат вода в близост до границата между мантията и ядрото на планетата.

Това предполага, че водата на Земята може да се намира на много по-голяма дълбочина, отколкото се смяташе досега.

Според публикация в изданието Science Alert, учени са установили, че на дълбочина до 2900 км, в най-ниските слоеве на мантията, могат да съществуват минерали, които включват вода в кристалната си структура.

Долната мантия на Земята, която се простира от около 660 до 2900 км под повърхността, се състои предимно от минералите бриджманит и феропериклаз, считани за сухи.

Въпреки че други минерали могат да задържат вода, повечето от тях губят стабилност при екстремните температури в дълбините на планетата.

Това накара учените да търсят съединения, които биха могли да съхраняват вода при такива условия.

За да намерят отговор, изследователите са провели лабораторен експеримент

Те подложили миниатюрни проби на огромно налягане между диамантени върхове, като същевременно ги нагрявали с лазери.

По този начин били пресъздадени условията, характерни за дълбоките слоеве на Земята.

При тези екстремни условия се образували два неизвестни досега железни оксихидроксида – Fe₅O₁₂Hₓ и Fe₇O₁₂Hₓ.

Те се оказали стабилни в средата на долната мантия и способни да свързват водород, което им позволява да действат като своеобразни „резервоари“ за вода в недрата на планетата.

Особено показателно е, че за формирането на тези съединения е било необходимо съвсем малко количество вода.

В някои от експериментите съдържанието ѝ в изходния материал е било под 0,1%, но дори тази концентрация се оказала достатъчна.

Важно е да се уточни, че не става дума за огромни кухини с течна вода или за скрит подземен океан

На такава дълбочина водата може да съществува единствено вградена в кристалната структура на минералите.

Изследователите предлагат и възможно обяснение как тези съединения са се озовали толкова дълбоко.

В ранната история на Земята, докато разтопената маса на планетата постепенно е изстивала, водосъдържащите минерали са могли да кристализират. И поради високата си плътност да потънат към границата между мантията и ядрото.

Водата, попаднала там преди милиарди години, не остава завинаги в дълбините

Мантийната циркулация може да издига вещество към повърхността. При намаляване на налягането водосъдържащите минерали губят стабилност и освобождават вода, част от която в крайна сметка достига повърхността чрез вулканични процеси.

Новото проучване може да хвърли светлина и върху дългогодишна лабораторна загадка, свързана с т.нар. Н-фаза.

Съединението, получавано по-рано при високо налягане, наподобява един от новооткритите оксихидроксиди. Учените предполагат, че дори следи от влага може да са повлияли на резултатите от предишни експерименти.

Все пак е твърде рано да се говори за потвърдено наличие на воден резервоар близо до ядрото на Земята.

Експериментът доказва, че такива минерали могат да се образуват и да останат стабилни при съответните условия, но реалното им присъствие в мантията все още не е установено.

Предстои учените да изяснят какво количество вода могат да съхраняват тези съединения и какво се случва с тях непосредствено на границата между ядрото и мантията.

Според геолога Алфред Уилсън от университета в Лийдс, това откритие може да доближи науката до разбирането как Земята е придобила и запазила своята вода.