В алмазах найдена вода
Глубоко под поверхностью Земли, в толще мантии, есть вода. Исследователи пришли к такому выводу, облучив мощным ренгтеновским лазером найденные в Китае и Африке алмазы. Открытие может изменить наши представления о том, как ведет себя вода глубоко под поверхностью планеты и как происходит теплообмен с самыми глубокими ее областями. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Ученым удалось заметить в кристаллах алмазов, найденных в китайских и африканских шахтах, вкрапления воды размером в несколько микрон (это в несколько раз тоньше человеческого волоса). Сначала минералоги с помощью оптического микроскопа обнаружили в структуре алмаза неоднородности, которые появились одновременно с образованием кристалла. Такие неоднородности обычно помогают ученым определять, какие химические вещества и в каких условиях находятся глубоко под Землей. Затем, с помощью мощного рентгеновского лазера ученые определили атомную структуру этих мельчайших вкраплений. Оказалось, что это вода.
Исследователи облучили алмаз рентгеновскими лучами и измерили отраженные лучи. На основании полученных результатов ученые смогли сделать вывод о химическом составе и особенностях строения неоднородностей алмаза. Ученым известно, при каких условиях возможно формирования такого кристалла – для этого необходимо гигантское давление, какое бывает на глубине 410–660 километров. Кристалл образовался на этой глубине и заключил в себе мельчайшие вкрапления воды, а затем был вытолкнут ближе к поверхности Земли.
Глубоко в земной мантии вода находится в состоянии «лед VII» – это специфическая модификация льда, вода такой структуры может находиться одновременно в трех состояниях (лед, жидкость, пар) при температуре около 80 ℃ и давлении в 2,2 гигапаскаль (в сто тысяч миллионов раз больше нормального атмосферного давления).
Ранее лед VII получали только в лабораторных условиях. Находка пополнила список минеральных видов Международной минералогический ассоциации. Исследователи надеются, что открытие поможет ученым объяснить, что происходит внутри земли и каким образом там происходит теплообмен.