Алмазные наковальни помогли геологам выяснить, как вода попадает вглубь Земли

Учёные из Новосибирского госуниверситета и Института геологии и минералогии СО РАН с помощью алмазных наковален выяснили, что вода может погружаться до 300 километров в толщу Земли в кристаллах талька, передаёт Сиб.фм.

«Наши исследования сосредоточены на водосодержащих минералах, устойчивых при высоких давлениях и температурах, — потенциальных „транспортёрах“ воды с земной поверхности в недра планеты. Их изучение необходимо для понимания того, как происходит обмен веществом, в нашем случае водой, между поверхностью и глубинными оболочками Земли», — рассказал ассистент кафедры общей и региональной геологии НГУ, сотрудник Института геологии и минералогии СО РАН Сергей Ращенко.

Тальк — минерал от белого до светло-зелёного цвета, водосодержащий силикат магния. Используется в косметике и детских присыпках.

Для экспериментального моделирования глубинных условий учёные создали высокие давления с помощью конических наковален из кристаллов алмаза диаметром не более миллиметра.

Уникальная твёрдость алмаза в сочетании с очень малым диаметром рабочих площадок наковален позволяет сжимать заключённый между ними образец до давлений в миллионы атмосфер, рассказал Ращенко.

Как пояснил учёный, классические взгляды предполагают, что вся вода, содержавшаяся в недрах планеты, ещё на ранних этапах её развития переместилась на поверхность, образуя океан. При этом водосодержащие минералы, захваченные погружающимися в мантию (жидкую оболочку Земли) плитами земной коры, не могут транспортировать воду в недра, так как разлагаются при высокой температуре. Вода при этом улетучивается во время вулканических извержений.

Последние геофизические исследования, а также сделанная в 2014 году находка водосодержащего включения в алмазе на глубине 600 километров обнаружили в мантии горизонты с повышенным содержанием воды. Это противоречит классическим взглядам.

Учёные взяли для экспериментов тальк, так как ранее выяснили, что при давлении выше 50 000 атмосфер расстояние между слоями в структуре минерала увеличивается и в получившееся пространство внедряются молекулы воды.

«Перед нами стояла задача установить диапазон температур и давлений, в которых может существовать “гидратированный тальк”. Проведя эксперименты на японском ускорительном комплексе SPRING-8, мы показали, что он стабилен до давления в 100 000 атмосфер, что соответствует глубине 300 километров. При более высоких давлениях, то есть на больших глубинах, он распадается. Таким образом, в составе талька вода может перемещаться с поверхности Земли на расстояние до 300 километров в глубь планеты», — рассказал сотрудник НГУ.

STRF.ru