Четыре с половиной миллиарда лет назад поверхность Земли представляла собой бурлящий океан расплавленной породы. Казалось бы, в таких условиях воде не было места. Однако она не исчезла, а спряталась. Глубоко.
Команда профессора Чжисюэ Ду (Zhisue Du) из Гуанчжоуского института геохимии (Guangzhou Institute of Geochemistry) предложила новое объяснение. Они сосредоточились на бриджманите — основном минерале нижней мантии Земли. Раньше считалось, что он почти не может вмещать воду, особенно в раскаленных недрах молодой планеты.
Ученые решили проверить это в условиях, близких к тем, что были в эпоху океана магмы. Для этого они создали установку с алмазной наковальней и лазерным нагревом, способную создавать давление в сотни гигапаскалей и температуру до 4100 °C.
Результаты удивили. Оказалось, что способность бриджманита удерживать воду сильно растет с повышением температуры. Чем горячее среда, тем больше воды он может в себя «впитать». Это прямо противоположно прежним представлениям.
Во время кристаллизации магматического океана бриджманит, формировавшийся в нижней мантии, мог захватывать огромные объемы воды. По новым оценкам, ее там оказалось в 5–100 раз больше, чем считалось. Общий запас в ранней мантии мог достигать объема современного Мирового океана.
Эта вода не просто накапливалась на глубине. Она работала как геологическая смазка: снижала вязкость пород, облегчая конвекцию и движение плит. Со временем, в ходе вулканической деятельности, вода постепенно возвращалась на поверхность, участвуя в формировании атмосферы и первых океанов.
По сути, именно способность бриджманита запасать воду в раскаленных недрах спасла ее от полного испарения в космос. Без этого механизма Земля могла бы остаться безводной пустыней, а не голубой планетой.