Учёные из Китайской академии наук провели исследование, которое показало, что на ранних этапах развития Земли значительные объёмы воды удерживались в минералах мантии и не выходили на поверхность. Эти результаты были опубликованы в научном журнале Science.
До этого считалось, что при остывании планеты вода из магматического океана поднималась на поверхность, формируя первые моря. Однако новые данные указывают на иной сценарий: при затвердевании расплавов значительная часть воды встраивалась в кристаллическую структуру минералов, оставаясь в глубинных слоях мантии.
Под руководством профессора Вэньхуа Лу группа исследователей провела эксперименты, моделирующие условия ранней мантии с использованием алмазной наковальни и лазерного нагрева. В этих условиях был синтезирован бриджманит — ключевой минерал нижней мантии. В ходе исследования было обнаружено, что водород активно соединяется с кислородом внутри кристаллической структуры бриджманита.
Сравнительный анализ содержания воды в кристаллах и расплавах выявил, что на ранних этапах охлаждения Земли минералы активно захватывали значительные объёмы воды. При высоких температурах этот процесс усиливался за счёт образования структур в кристаллах, способствующих включению водорода.
С дальнейшим охлаждением планеты способность бриджманита удерживать воду постепенно уменьшалась, что привело к подъёму части воды на поверхность через процессы плавления пород и вулканическую активность. Таким образом, океаны формировались постепенно, на протяжении миллиардов лет.
Учёные предполагают, что часть воды может сохраняться в мантии и в наши дни. Современные океаны составляют лишь часть общего водного баланса планеты. Скрытые резервуары воды могли длительное время поддерживать условия, необходимые для возникновения и развития жизни.