Ученые России и Китая открыли вещество, сохранившее воду на Земле

Вода имеет огромное значение для происхождения жизни, тектоники плит и климата. Этот элемент – центральный во всех рассуждениях об обитаемости похожих на Землю планет. Однако, несмотря на столь важную роль воды, мы не знаем, откуда на нашей планете взялись океаны. Профессор Сколтеха материаловед Артём Оганов вместе с китайскими коллегами представил свою версию их происхождения в недавно опубликованной статье в журнале Physical Review Letters.

«Высказывалась гипотеза, что воду могли занести к нам кометы, но, по всей видимости, значение этого источника весьма невелико. Дело в том, что изотопный состав воды на Земле и в кометах заметно различается», — поясняет Оганов. Это значит, что вода должна была прийти из земных недр. Но если так, то неясно, как океан смог пережить первые десятки миллионов лет в истории Земли, когда она была раскалена, подвергалась массированной бомбардировке астероидами и столкнулась с планетой размером с Марс. Эти катаклизмы должны были навсегда испарить воду с поверхности Земли.

Научная группа под руководством профессора Нанькайского университета Сяо Дуна в сотрудничестве с Огановым открыла соединение, которое могло на миллионы лет сохранить воду на большей глубине и высвободить её в более спокойную эпоху, — гидросиликат магния Mg2SiO5H2. Оно содержит 11% воды по массе и стабильно при крайне высоких температурах и давлении более 2 млн атмосфер — как в ядре Земли.

По мнению исследователей, на протяжении первых 30 млн лет часть земной воды была надёжно спрятана на глубине нынешнего ядра в виде гидросиликатов. В это время планета переживала наиболее катастрофическую фазу астероидной бомбардировки. А когда закончился процесс формирования ядра, гидросиликаты оказались вытеснены из центральной области планеты в зону более низкого давления, где они нестабильны, и подверглись распаду. Так образовались оксид и силикат магния — из них сейчас состоит мантия — и вода, постепенный подъём которой на поверхность занял ещё около 100 млн лет.

«Тем временем Земля находилась под обстрелом астероидов и даже столкнулась с протопланетой, но вода ещё не успела подняться и потому сохранилась, — комментирует Оганов. – Это ещё и история о том, как просуществовавший сущее мгновение в масштабах истории планеты материал колоссально повлиял на эволюцию Земли».

Из новой гипотезы происхождения земной воды выводятся следствия и в отношении других небесных тел. «Взять, например, Марс. Он слишком мал, чтобы обеспечить давления, при которых устойчив гидросиликат магния, — рассуждает Оганов. — Этим объясняется, почему на Марсе так мало воды. Причём та вода, что есть, по всей видимости, принесена кометами».