Александр Портнов
Вода содержится в горной породе рингвудит, которая залегает на глубине 700 км в земной мантии. Схема с сайта www.wikipedia.org
Летом 2014 года геологическая наука была потрясена новостью: глубоко в мантии Земли обнаружено гигантское количество воды. Воды в недрах планеты так много, что ее объем, возможно, втрое превосходит Мировой океан. Вода эта содержится в горной породе рингвудит, которая залегает на глубине 700 км в земной мантии. Это форма уже давно известного минерала оливина, из которого в основном состоит земная мантия, сообщило агентство Би-би-си.
Напомним, что объем всех океанов Земли 1300 млн куб. км, а средняя глубина океана, разлитого по поверхности нашей планеты, около 3 км.
В течение последних ста лет седые профессора постоянно твердили молодой геологической смене, что внутри Земля сухая. Воды и водосодержащих минералов в мантии нет. Это подтверждалось практически безводным составом глубинных пород верхней мантии, в которых преобладают минералы оливин и пироксен – безводные силикаты магния и железа.
На этой теоретической основе была построена модель строения Земли. Сверху залегает земная кора мощностью от 10 до 70 км. Под ней находится мантия в виде огромной твердой каменной сферы толщиной 2900 км. Под мантией расположена жидкая часть ядра планеты неизвестного состава мощностью 2000 км. В центре Земли вращается твердый, предположительно железно-никелевый шар диаметром 2740 км. Эти данные были получены сейсмическими методами исследования глубин. Они вошли во все учебники, монографии, энциклопедии.
И вдруг в 2006 году американские геофизики Майкл Вайсешен и Джесс Лоуренс сообщили, что на основании анализа 100 тыс. (!) глубинных сейсмических профилей они обнаружили в нижней мантии в интервале глубин 1200–1400 км две огромные зоны поглощения сейсмических волн. Одна находится под Северной Америкой, а другая – в Восточной Азии, в районе Пекина. Исследователи назвали ее «Пекинской аномалией». По мнению ученых, эти аномалии свидетельствовали об огромных объемах воды или водосодержащих минералов. По мнению Вайсешена, в нижней мантии содержится от одного до пяти объемов Мирового океана.
Эти данные были абсолютно необычны и полностью противоречили общепринятым представлениям. Поэтому все сторонники «сухой» петрологии, специалисты по глубинному строению Земли, оказались в шоке. Никто не решался комментировать сообщение о «мантийных океанах». Так обычно и поступают настоящие ученые, поддерживающие официально принятую парадигму: они как бы «не замечают» крамольных сообщений и многозначительно молчат. Авось будущее что-нибудь прояснит.
И они оказались правы. Ждать пришлось недолго. Молчание было взорвано в 2008 году, когда в Бразилии, в провинции Мато-Гроссо, у местных поисковиков алмазов было куплено никому не нужное непрозрачное коричневатое зерно алмаза, найденное в речных галечниках. 12 марта 2014 года грянул гром: в журнале Nature появилась статья ведущего исследователя и геохимика Грэма Пирсона из канадского университета Альберты. В мутном зернышке размером всего 3 мм он установил крохотное включение редчайшего минерала рингвудита. А главное, в этом рингвудите оказалось 1,5% воды.
И вот в СМИ началось раскручивание научной сенсации! Дело в том что рингвудит – химический аналог оливина, силикат магния, но только не ромбический, а кубический. Для того чтобы превратить оливин верхней мантии в рингвудит нижней мантии, требуется давление, соответствующее давлению на глубине более 500 км. А раз рингвудит в алмазе содержит воду, значит, Вайсешен прав, вода в нижней мантии есть! Значит, она входит в состав, например, рингвудита.
Мнение «мантийных океанологов» поддержал научный сотрудник Северо-Западного университета штата Иллинойс (США) доктор Стивен Джекобсон, возглавляющий группу исследователей земных недр методом акустических волн. Он утверждает, что акустические колебания заставляют нашу планету резонировать, «звенеть», словно колокол. Он установил, что земля «гудит» дольше, чем ей положено в сухом состоянии. Многодневный гул Земли, по его мнению, также свидетельствует, что она на большой глубине скорее мокрая, чем сухая.
Как комментировать эти данные?.. Действительно, как и когда появилась гидросфера Земли в ее нынешнем объеме, современная наука не знает. Были ли океаны прошлого больше или меньше – неизвестно. Возможно, конвекция литосферных плит уносит в нижнюю мантию значительное количество воды. Часть ее выделяется в вулканических поясах, но часть, возможно, уходит в глубины планеты, и судьба ее неясна.
Но обширные области поглощения сейсмических волн, действительно обнаруженные Вайсеншеном, на приведенных профилях отчетливо связаны с жидким ядром и, возможно, являются каким-то загадочным веществом, выделяющимся из верхней части ядра планеты. Я думаю, что это явление может быть связано не с водой, а с водородной дегазацией Земли. При этом выделение водорода ядра, сохранившегося в глубинах Земли, проявляется в горячих точках.
Примером воздействия мантийных горячих точек на земную кору являются гигантские вулканы Гавайских островов или Йеллоустонский вулкан, расположенный как раз в районе Северо-Американской аномалии, обнаруженной Вайсешеном. Как известно, огромный Йеллоустонский супервулкан с кальдерой площадью 4 тыс. кв. км в последнее время резко активизировался и грозит гибелью жителям США и катастрофой для всей планеты.
Открытие рингвудита в алмазном зернышке прежде всего говорит о высоком качестве современной техники исследования кристаллов на электронных микрозондах. Эта аппаратура позволяет точно определять состав и тип фаз даже в виде микронных включений. Раньше рингвудит был открыт в метеорите «Курара» из Западной Австралии. Сейчас есть сообщения, что этот минерал найден и в обломках Челябинского метеорита.
Что касается находки пришельца из нижней мантии в алмазе Бразилии, надо сказать, что чистый рингвудит – минерал безводный. Ни воды, ни гидроксид-группы (ОН) он не содержит. Значит, минерал изменен, гидратирован. Когда и где – неясно. Скорее всего гидратация произошла в кимберлитовой трубке, переполненной гидратированным оливином (серпентином). В процессе формирования трубки возникают также алмазы, которые легко захватывают микропримеси из окружающей среды.
Одинаковый состав оливина и рингвудита говорит в пользу того, что оба минерала гидратируются однотипно и превращаются в серпентин. (ОН) – группа – характерный признак изменения оливина при воздействии на него воды или ее паров. То же, видимо, относится и к его кубическому аналогу.
Что касается глубинного «гудения» Земли, то изученным аналогом этого явления, возможно, является аномально длительный «звон» Луны, услышанный четырьмя американскими сейсмографами. Высокочувствительные приборы были установлены четырьмя экспедициями «Апполон-12» и «Апполон-14, 15, 16» в разных районах этого практически безводного небесного тела. Они фиксировали «дрожание» Луны в течение долгого времени (до четырех часов) после падения на нее тяжелых блоков ракет и одного крупного метеорита весом до одной тонны.
Специалисты объясняют это явление сейсмической добротностью лунных пород, то есть малой степенью поглощения энергии за счет тепловых потерь по пути пробега сейсмических волн. Видимо, это явление недостаточно изучено в земных условиях, чтобы считать мантию Земли «мокрой»: как известно, вода является поглотителем сейсмических волн.
Думаю также, что доказательством наличия «Тихого океана» в нижней мантии Земли вряд ли является небольшое количество (ОН) – групп, найденных в микронном включении слегка измененного рингвудита из алмаза Бразилии. Видимо, умудренные опытом классики геологии могут продолжать читать свои старые лекции.
