В недрах Земли содержится огромное количество воды, в несколько раз превышающее объем Мирового океана. Как она туда попала, непонятно, а о ее роли в формировании и современной внутренней динамике планеты можно только строить догадки. Хотя в 2020 году ученые уже уверены в существовании, по крайней мере в прошлом, подповерхностного океана на Плутоне, об обилии воды в мантии Земли достоверно узнали только в 2014 году. Подробнее о неожиданных открытиях, совершенных в том числе с участием российских геофизиков, рассказывает «Лента.ру».
Материалы по теме
00:02 — 25 апреля 2016
Глубокое проникновение
Почему ядро Земли моложе ее коры
О внутреннем строении Земли ученые знают не так много, как может показаться. Прямые исследования недр планеты исключительно затруднены. Распределение плотности внутри Земли можно оценить, например, наблюдая распространение сейсмических волн — на глубине в несколько десятков километров, на так называемой границе Мохоровичича, их скорость резко увеличивается с 7 до 8 километров в секунду. Это означает, что возмущение вещества перешло из менее плотной среды в более плотную — из коры в верхнюю мантию. В мантии волны тоже распространяются с разной скоростью — на глубине порядка 600 километров происходит замедление, возмущение переходит в зону нижней мантии и затем, на глубине около 2,9 тысячи километров достигает ядра.
Кроме того, помогает изучение минералов, которые когда-то находились в недрах планеты. Именно так и обнаружили подземную воду. В 2014 году международный коллектив геофизиков сообщил в журнале Nature, что в переходном слое между верхней и нижней мантией, на глубине 410-660 километров, имеются обширные запасы воды. Ученые провели рентгеноструктурный, рамановский и инфракрасный анализ образцов оливина, найденных близ реки Сан-Луис в современной Бразилии, и выявили в минерале содержащие воду включения рингвудита.
Назначение и размеры чакры Земли
Земные чакры являются специальными органами тела планеты, предназначенными для сохранения хорошего самочувствия всего мира.
Каждая из них имеет два назначения:
- сохранение здоровья планеты в общеглобальных масштабах;
- передача и получение энергии, которая несёт закодированную информацию.
В середине каждой такой зоны имеется особое пространство – священное место, из которого чакра увеличивается, охватывая территорию в несколько сотен километров. Радиус абсолютно здоровой чакры составляет примерно 777 миль.
Обладает она глубиной (уходя под землю) и высотой (пронзая воздух).
Справка! Каждое сакральное место Земли немного напоминает летающую тарелку. При этом широкое основание лежит на поверхности планеты. В воздух и в глубь пород уходят потоки энергии, перетекающие по лей-линиям. Такие соединительные пути напоминают кровеносную или нервную системы, присущие любому живому организму.
Глубина и ширина земной чакры может расширяться или сокращаться. Это зависит от целой совокупности условий, в том числе от ритмов Солнца и Луны, движения самой Земли, состояния и взаимодействия четырёх первоначальных стихий: воды, земли, воздуха, огня.
Важно! Энергетические центры, кроме космических изменений, подвержены воздействию людей: ухудшение экологической обстановки, войны негативно влияют на них и отражаются на здоровье нашего места обитания.
Материалы по теме
09:10 — 18 июля 2015
Живой Плутон
Что узнала станция New Horizons об окраинах Солнечной системы
Вода могла попасть туда только из переходной зоны мантии — на такую возможность ранее указывали теоретические расчеты и эксперименты. Согласно этим данным, оливин при высоких температурах и давлениях, характерных для мантии на глубине 410-660 километров, преобразуется в рингвудит и еще один минерал, вадслеит. Рингвудит и вадслеит поглощают на порядки больше воды, чем оливин — примерно до 2,5 процента их общей массы. В исследованном учеными образце содержалось до 1,5 процента рингвудита. Геофизики сделали вывод, что по крайней мере локально, то есть там, где из оливина возник рингвудит, мантия примерно на один процент по массе состоит из воды. Простые оценки показывают, что в недрах Земли воды хватит как минимум на несколько Мировых океанов.
Внутреннее строение Земли
Изображение: serc.carleton.edu
Это подтвердила другая группа ученых, куда входили и российские специалисты. В 2020 году в журнале Nature они опубликовали статью с результатами исследования рингвудита, найденного в зеленокаменном поясе Абитиби на Канадском щите Северо-Американской платформы. Этот пояс представляет собой один из самых распространенных комплексов пород среднего и позднего архея. В глубину такие комплексы могут достигать 20 километров, в ширину — 200 километров, в длину — тысячу километров. В Канадском щите их шесть. Зеленокаменные пояса формировались на Земле 2,5-3,5 миллиарда лет назад — это указывает на возраст исследованного рингвудита и подземного океана, заключенного в минералы.
Размеры Вселенной
Насколько большой является Вселенная? Астрономы определили возраст Вселенной – 13,8 миллиардов лет
. Так как существует связь между расстоянием и скоростью света, ученые могут рассматривать область космоса, которая находится на расстоянии 13,8 световых лет.
Как корабль в огромном океане, астрономы могут направлять в телескоп на расстоянии 13, 8 миллиардов световых лет. Таким образом, хотя может показаться, что Земля находится в наблюдаемом «шаре» диаметром около 28 миллиардов световых лет, он гораздо больше.
При этом слово «наблюдаемый
» является ключевым, так как это границы, которые можно увидеть, но это не означает, что они заканчиваются.
Так как Вселенная расширяется, диаметр наблюдаемой Вселенной оценивается в 92 миллиарда световых лет
.
Материалы по теме
00:03 — 8 мая 2016
Живой Титан
Планетологи рассказали о «холодной Земле»
Изучая включения в оливине, геофизики выявили повышенное содержание воды в первичных расплавах коматиитов — продуктов вулканических извержений возрастом 2,7 миллиарда лет из пояса Абитиби. Коматииты, скорее всего, образовались в глубинной мантийной струе с потенциальной температурой плюс 1725 градусов Цельсия. Вода в мантийном источнике коматиитов была захвачена из промежуточной мантийной зоны на глубине 620-410 километров. При выполнении этой научной работы российские ученые из Института геохимии и аналитической химии имени Владимира Вернадского Российской академии наук разработали уникальный метод электронно-зондового микроанализа оливина с точностью определения примесных элементов в пять грамм на тонну, первыми в России запустив высокотемпературную (до плюс 1700 градусов Цельсия) экспериментальную установку с контролируемой летучестью кислорода.
Оливин
Фото: geo.web.ru
Выводы ученых подтвердились. Британские и американские геофизики, проведя множество компьютерных квантово-механических расчетов, показали, что множество гидратированных, то есть включающих в себя воду, минералов, в частности брусит, при высоких давлениях и температурах, таких, как в недрах Земли на глубине 400-600 километров, являются термодинамически устойчивыми. Об этом сообщается в статье, опубликованной в 2020 году в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ядро Земли
Верхняя мантия ядра Земли располагается в центре планеты на глубине от 2900 км. Масса ядра составляет приблизительно 31% массы всей Земли, объем занимает около 16% объема планеты. Из этого соотношения можно понять, что ядро состоит из очень плотных и тяжелых материалов. Предположительно, этим материалом является сплав никеля и железа.
Исследования показывают, что плотность ядра неоднородна: его внешние слои находятся в жидком состоянии, а внутренняя часть – в твердом. Такая неоднородность вызвана тем, что ядро подвергается огромному давлению. В разных источниках указывается разная температура ядра земли: 4000 – 7000 градусов Цельсия.
Материалы по теме
15:51 — 29 сентября 2015
Живая пустыня на Марсе?
В долинах Маринера на Красной планете нашли текущие реки
Другой международный коллектив геофизиков проанализировал алмаз, выброшенный примерно 90 миллионов лет назад при извержении вулкана на поверхность Земли близ бразильской реки Сан-Луис. Инфракрасная микроскопия выявила в минерале включения, возникшие при его формировании и связанные с наличием гидроксильных ионов, которые, скорее всего, попали в минерал вместе с водой. Оказалось, что эти включения состоят главным образом из феррипериклаза (магнезиовюстита) — на него приходится примерно пятая часть минеральной фазы нижней, то есть расположенной на глубине 660-2900 километров мантии Земли. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Lithos.
Феррипериклаз состоит из оксидов железа и магния, а также может, при сверхвысоких давлениях и температурах, характерных для нижней мантии, поглощать хром, алюминий и титан. Между тем эти дополнительные включения в минерале не были обнаружены, значит, алмаз возник на глубине около тысячи километров. Таким образом, заключенная в минералы подземная вода находится не только на глубине 600-400 километров, но и в более глубоких слоях мантии.
Вода способна влиять на электропроводность мантии и ее подвижность. Ученые пока не могут точно сказать, почему ее так много в недрах Земли и как она туда попала. Ранее геофизики полагали, что вода внутрь планеты проникает из Мирового океана в результате субдукции — погружения одной литосферной плиты под другую. Аномально высокую концентрацию воды в исследованных минералах таким механизмом не объяснить. Вероятнее всего, подземная вода образовалась при формировании планеты. Прояснить ситуацию ученые попробуют, проанализировав коллекцию коматиитов, собранных в африканской провинции Барбертон. Возраст этих затвердевших древних лав оценивается в 3,3 миллиарда лет.
Океан в капсуле
— О существовании этой необычной воды ученые подозревали давно, а пару лет назад природа сделала им поистине царский подарок, — рассказывает Александр Соболев. — В Бразилии был найден алмаз, которому 100 миллионов лет. Он вынесен на поверхность с огромной глубины, около 400-600 километров. В алмазе ученые обнаружили редчайшее включение — минерал рингвудит. Но дальнейший анализ вообще поразил специалистов: в минерале оказалось 1,4 процента воды. Если это пересчитать на весь находящийся под землей минерал, получается, что в недрах скопились гигантские запасы воды. Ее, как губка, впитал рингвудит.
Как всегда бывает в науке, это открытие поставило множество новых вопросов. И самый главный: как на такую огромную глубину вообще могли попасть океаны воды? Сразу была выдвинута очевидная гипотеза: «пришла» с поверхности земли. Литосферные плиты дрейфуют в океане, сталкиваются и уходят в мантию, увлекая с собой часть воды (зона субдукции). В течение сотен миллионов, а возможно миллиардов лет она там скапливалась, входя в состав твердых минералов.
И вот эта красивая версия поставлена российскими учеными под сомнение. Но для этого им пришлось сделать новое открытие: определить возраст древней воды. Он мог быть, как у найденного алмаза, 100 миллионов лет, а мог и несколько миллиардов.
— Из разных известных на сегодня возрастных меток, которые Земля выбросила с больших глубин на поверхность, мы выбрали очень редкую породу — коматиит, — говорит Соболев. — Почему его? Наука точно знает, что он мог образоваться, когда Земля была очень горячей, а это наблюдалось не позднее 2 миллиардов лет назад. Затем температура планеты снизилась, и коматииты уже не образовались.
Ученым удалось в Канаде отыскать эту редчайшую «метку» времени, она вместе с водой была «запечатана» в мельчайших, размером с человеческий волос капсулах породы, выброшенной на поверхность земли с огромных глубин. А чтобы извлечь из нее полезную информацию, потребовался уникальный метод анализа, который был разработан российскими учеными. Вывод: возраст минерала и древней воды около 2,7 миллиарда лет.
По мнению ученых, теперь придется пересмотреть тектоническую версию о том, как океан воды оказался на такой глубине. Почему? Сегодня считается, что движение плит началось около 3 миллиардов лет назад. Но раз найденной воде 2,7 миллиарда лет, получается, что гигантский подземный резервуар заполнен за какие-то 300 миллионов лет. Но это нереально, так как она опускается вниз очень медленно и малыми «дозами». Остается другой вариант: вода появилась в недрах Земли одновременно с ее рождением и формированием планеты. Науке предстоит ответить, насколько верна эта версия.
Инфографика «РГ» / Антон Переплетчиков / Юрий Медведев
