2021-03-12 23:54

Планета воды: новые доказательства того, какой была Земля в древности

Ученые подсчитали, сколько воды могла вмещать мантия нашей планеты вскоре после ее формирования.

Согласно новому анализу свойств мантии Земли за ее долгую историю, весь мир когда-то был покрыт огромным океаном с крохотными островками суши в нем (или вовсе без них). По сути, наша планета была очень мокрым большим камнем в космосе.

Исследователи под руководством планетолога Джунцзе Донга из Гарвардского университета, выяснили, что минералы глубоко внутри мантии медленно поглощали океаны древней Земли, оставив нам в итоге ту Землю, какой мы ее знаем.

«Мы рассчитали объем хранения воды в твердой мантии Земли в зависимости от ее температуры. Мы обнаружили, что объем накопления воды в горячей ранней мантии мог быть меньше, чем то количество воды, которое удерживается в мантии Земли сегодня. Поэтому лишняя вода могла находиться на поверхности ранней Земли и образовывать более крупные океаны», — пишут авторы работы.

«Наши результаты предполагают: давняя гипотеза о том, что объем океана оставался одним и тем же на протяжении всей геологической истории Земли, возможно, нуждается в переоценке», — авторы исследования.

Считается, что глубоко под землей большая часть воды хранится в форме соединений гидроксильной группы, состоящих из атомов кислорода и водорода. В частности, вода содержится в двух формах вулканического минерала оливина, находящихся под высоким давлением, — минералах вадслеите и рингвудите. Образцы вадслеита глубоко под землей могут содержать около трех процентов воды по весу; рингвудит — около одного процента.

В предыдущих исследованиях минералы подвергались воздействию высоких давлений и температур мантии современной Земли, чтобы выяснить их вместимость. Донг и его команда увидели новую возможность исследовать их. Они собрали все доступные данные по физике минералов и количественно определили водоудерживающую способность вадслеита и рингвудита в более широком диапазоне температур.

Результаты показали, что два минерала имеют более низкую емкость хранения воды при более высоких температурах. Поскольку ранняя Земля, сформировавшаяся 4,54 миллиарда лет назад, была намного горячее внутри, чем сегодня, запасы воды в мантии были ниже.

Ученые подсчитали, что в наши дни «емкость» мантии превышает объем поверхностных океанов в 1,86-4,41 раза. Если на самом древнем этапе существования Земли, в архейском эоне (2,5-4 миллиарда лет назад) эта влага находилась снаружи, она должна была покрывать всю или почти всю поверхность.

Это открытие согласуется с предыдущим исследованием, которое на основе обилия определенных изотопов кислорода, сохранившихся в геологической летописи раннего океана, показало, что на Земли 3,2 миллиарда лет было намного меньше суши, чем сегодня.

Источник: nat-geo.ru

Вернуться к списку новостей