Дълбоко в Земята има повече вода, колкото в океаните. Това е заключението от експерименти върху скали, типични за преходната зона в мантията - световен буферен слой на 410 до 660 км под краката ни, който отделя горната от долната мантия.

Резултатите се прибавят към все по-нарастващите доказателства, че в мантията има много повече вода от допусканото досега, предимно хваната като йони в кристали на минерали, а не във формата на течна вода, съобщава News scientist.

"Ако изчисленията ни са правилни, това означава, че има огромно количество вода дълбоко в Земята", коментира и Фей Хунджан (Fei Hongzhan) от Университета в Байройт, Германия. "Цялото количество е почти същото като масата на водата във всички световни океани", пояснява тя.

Резултатите от експериментите са публикувани в Science Advances.

Досега поне един екип откри богати на вода скални фрагменти във вулканични останки, дошли от мантията. Друг екип проведе експерименти, които са показали, че водата в тези дълбочини се е формирала там, а не е дошла на първичната планета с помощта на комети и астероиди, съобщава КРОСС.

"Голямото количество вода, хванато в скали в тази дълбока област на мантията, със сигурност ще ни накара да мислим повече относно това как се е появило там или вероятно как може винаги да е било​ там от втвърдяването на мантията", коментира Стивън Джейкъбсън (Steven Jacobsen) от Северозападния университет на Илинойс, който не е част от проучването. "Това е ключов въпрос за еволюцията на Земята, който се разпростира и до екзопланетите", добавя той.

Фей и неговите колеги заключават за наличие на високо водно съдържание в преходната зона на мантията чрез лабораторни експерименти върху синтетични скали, използвани като модел на онези, които обикновено се намират в посочения земен пласт, както и един пласт отдолу.

Геофизични и сеизмични измервания вече са показали, че вискозитетът на преходната зона на мантията е по-нисък от този в горния и долния слой на мантията. Чрез своите експерименти екипът на Фей показват, че измерените стойности на вискозитета съвпадат с тези на един минерал, наречен рингудит, който преобладава в преходната зона на мантията.

За рингудита се знае, че се образува при високи температури и налягания на земната мантия между 525 и 660 км дълбочина. Рингудитът е забележителен с това, че в структурата му има хидроксидни йони - кислородни и водородни атоми. Този състав и фактът, че се образува дълбоко в земната мантия показва, че там се намира вода с обем, еквивалентен на три световни океана в преходната зона земна кора-мантия на 410-660 км дълбочина.

"Това съвпада с наблюдавания вискозитет в преходната зона на мантията", отбелязвай Фей. "Затова заключихме, че този слой би трябвало да е влажен", допълва ученият.

Възприето е, че горният и долният слой на мантията са сухи, но засега учените спорят дали това важи и за преходния слой между тях. За своите лабораторни експерименти учените произвеждат синтетични версии на ригудита от преходната зона, както и силикатни минерали с перовскитна структура, които преобладават в долната мантия.

Като изчисляват мобилността на дислокацията - лекотата, с която линеен дефект или нарушение на кристалната решетка може да се разпространи - учените правят заключение за вискозитета. Колкото по-мобилна дислокацията, толкова по-лесно се деформират кристалите, намалява вискозитетът и скалата е "по-течна".

Това, което учените откриват, е, че прибавайки вода към рингудита, се намалява неговия вискозитет, и когато водата обхваща 1 до 2% от теглото на скалата, вискозитетът съвпада точно с този от изчисленият в реални условия. "Ние определяме връзката между водното съдържание и мобилността на дислокацията, след което използваме резултата да изчислим водното съдържание в преходната зона", обяснява Фей.

"Тези много трудно и много добре проведени експерименти са част от разширяващата се картина, получена от лабораторни и полеви наблюдения чрез геофизични и естествени проучвания, която показва, че преходната зона на манията вероятно е дом на значително количество вода", коментира Греъм Пиърсън (Graham Pearson) от Университета на Албърта, Канада.