Дату образования подземного океана уточнила международная научная группа под руководством российских геохимиков из Института геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН (ГЕОХИ). Работа выполнена в рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, а ее результаты опубликованы в понедельник в журнале Nature.
Кора Земли состоит из больших блоков — тектонических плит, — которые постоянно движутся. Когда они сталкиваются и уходят вверх, образуются горы, а от толчка происходят землетрясения и цунами.
Старая океаническая кора вместе с минералами, вобравшими в себя морскую воду, уходит вглубь, в мантию Земли. Часть этой воды со временем поступает обратно, участвуя в извержениях вулканов, оставшаяся — продолжает путь в глубокую мантию и накапливается на глубине 410–660 км в структуре минералов. По данным экспериментов, эти минералы способны удерживать значительные количества воды и хлора. Таким способом за миллиарды лет жизни планеты в ее недра могла перекачаться большая часть Мирового океана.
Описанный процесс — это лишь часть глобального круговорота вещества Земли, который лежит в основе тектоники плит. Многие ученые исследуют этот механизм, пытаясь выяснить, на каком этапе истории Земли он появился.
Чтобы исследовать мантию нашей планеты, геохимики используют образцы вулканических пород, которые состоят из затвердевшей мантийной магмы.
В 2016 году международная группа во главе с учеными из ГЕОХИ РАН исследовала магму зеленокаменного пояса (территории, которые состоят из магматических горных пород с минералами зеленоватого цвета) Абитиби в Канаде, возраст которого 2,7 млрд лет. Это была первая статья коллектива, опубликованная в журнале Nature. Тогда исследователи впервые получили данные о содержании воды и разных подвижных элементов: хлора, свинца, бария в переходной зоне — между верхним и нижним слоями мантии — и предположили существование древнего подземного резервуара воды, сравнимого или превышающего по массе современный Мировой океан. Ученые считают, что накопление такого количества воды произошло на ранних этапах развития Земли. В ходе новой работы они подтвердили это, изучив состав магмы из зеленокаменного пояса Барбертон в ЮАР возрастом 3,3 млрд лет. Там также нашли воду во внутренних слоях мантии.
— В новой статье мы представили геохимические данные, указывающие на то, что цикл глобального погружения океанической коры в мантию начался гораздо раньше, чем считают большинство специалистов, — говорит руководитель проекта, академик РАН, доктор геолого-минералогических наук, профессор ГЕОХИ Александр Соболев . — Механизм погружения измененной морской водой коры в мантию функционировал более 3,3 миллиарда лет назад. Это означает, что уже в первый миллиард лет существования Земли происходил глобальный оборот вещества, составляющий основу современной тектоники плит, а источником избытка воды в переходной зоне мантии был древний океан на поверхности планеты.
