Поиск по каталогу.
Контакты
Адрес :
г. Одесса,. 6-й км Овидиопольской дороги. ТВЦ "6-й Элемент".
Tел./факс :
(048)772-57-86
E-mail :
[email protected]




Алмази вказали на лід, який знаходиться глибоко під землею

Глибоко в жаркому внутрішньому світі планети знаходиться лід. Форма кубічного льоду, знайдена в алмазах, пропонує перший прямий висновок про те, що в мантії на глибині понад 610 кілометрів знаходиться вода.

Цей лід, ідентифікований його кристалічною структурою і званий льодом VII, не існує на поверхні Землі. Він формується тільки при тисках понад 24 гігапаскалів, що відповідає глибин між 610 і 800 кілометрами, повідомляють дослідники 8 березня в Science. Його присутність в діамантах передбачає, що в перехідній зоні між верхньою і нижньою мантією і навіть у верхній частині нижньої мантії є рідина, багата водою.

Коли плити земної кори занурюються в шар мантії нижче, вони переносять з собою океанську воду. Питання про те, наскільки глибоко переміщається вода, є давнім питанням. Дослідники підозрювали, що в глибокій мантії існує рясна водна рідина, переправленная там слябами, що несуть багаті водою мінерали, які виділяють воду, коли вони досягають перехідної зони. Але вчені які раніше не виявляли прямих доказів наявності цієї води.

Саме там з'являються алмази. Алмази формуються при високих температурах і тисках, кристаллизуясь в кишенях, багатих мінеральним карбонатом, перед тим, як їх винесе на поверхню вивергаються магма. Під час формування кристали алмазу можуть включати в себе невелику кількість рідини або породи з їх оточення. Ці домішки являють собою крихітні капсули мантії.

Олівер Цунер, мінералог з Університету Невади, Лас-Вегас, і його колеги вирішили вивчити алмазні включення, але вони при цьому не шукали лід. Вони полювали за ознаками молекулярної форми вуглекислого газу, що могло б допомогти виявити ознаки циклирования вуглецю з слябів в мантію. Дослідники використовували ряд методів, включаючи рентгенівську дифракцію, інфрачервону спектроскопію і рентгенівську флуоресценцію, щоб спробувати визначити склад включень в трьох алмазах: один з Китаю і два з південної частини Африки.

Глибоко в жаркому внутрішньому світі планети знаходиться лід

Дослідники виявили, що лід-VII включений в алмазі. Ця кубічна форма льоду (показана кристалічна структура) зустрічається тільки при дуже високому тиску.
Зображення: YADEVOL / WIKIPEDIA COMMON

Замість вуглекислого газу команда побачила чітку картину в тому, як деякі рентгенівські промені розсіялися, коли вони проходили через алмаз. Цей малюнок вказував на лід-VII. Наявність цієї надзвичайно спресований форми льоду було потужним ключем до розуміння глибини, на якій повинен був утворитися алмаз. Алмази також містили окремі включення рідин, багатих деякими солями, такими як кальцит магнію і Галіт, а також багатих вуглецем рідин.

Багаті водою рідини в глибині мантії можуть бути важливі для управління циркуляцією, яка підживлює руху тектонічних плит і виверження вулканів. Присутність води може полегшити плавлення гірських порід, знижуючи температуру плавлення гірської породи під тиском. І рідини можуть допомогти перерозподілити тепло всередині мантії.

Більш того, деякі великі теплогенеруючі радіоактивні елементи, такі як калій, торій і уран, нелегко вписуються в жорсткі кристалічні структури мінералів, тому вважають за краще розплавлену породу, коли вона доступна. «Вам просто потрібно трохи рідини, і вони переходять в розплав», кажуть вчені.

У дослідженні також виникла ще одна загадка. Флюідние включення в алмазах, що відбуваються на більш дрібних глибинах, можливо, від 150 до 200 кілометрів нижче поверхні, містять суміш води, солі і карбонатів. Але Цунер і його колеги виявили, що в глибоких алмазах включення секвестрируются індивідуально: лід в одному включенні, карбонати в іншому, солі в третьому. «Ми були здивовані, що вони були всі окремими, а не зустрічалися разом», - каже Цунер.

Більше інформації: O. Tschauner et al. Ice-VII inclusions in diamonds: Evidence for aqueous fluid in Earth's deep mantle . Science. Vol. 359, March 9, 2018, p. 1136. doi: 10.1126 / science.aao3030.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.