Геологи смоделировали образование воды в недрах Земли

Молекулы воды могут синтезироваться на глубине земной мантии из водорода и кварца – и вызывать землетрясения, вырываясь к поверхности.

Принято думать, что вода на нашей планете имеет космическое происхождение, и значительная ее часть была занесена на Землю кометами, которые осыпали ее еще на первых этапах жизни. В самом деле, в космосе вода распространена чрезвычайно широко, ее следы обнаружены и далеко за пределами Солнечной системы.

Считается, что она образуется в качестве «побочного продукта» процесса формирования звезд, который сопровождается скачками плотности газопылевых облаков. В них и происходят реакции, завершающиеся образованием стабильных молекул воды. Однако подобные реакции могут происходить и в недрах Земли, а появившаяся вода способна вызывать мощные и глубокие землетрясения.

Эту молодую гипотезу развивает статья, готовящаяся к публикации в журнале Earth and Planetary Science Letters. Авторы ее, геофизик из канадского Университета Саскачевана Джон Це (John Tse) и его коллеги, провели компьютерное моделирование реакций между силикатами кварца (оксидом кремния) и водородом, которые превращаются в моносилан (гидрид кремния), высвобождая кислород в форме воды.

Впервые на возможность протекания такой реакции в мантии указали японские ученые в 2014 г. Канадские же исследователи смоделировали ее ход в условиях, которые существуют на разной глубине, от 40 до 400 км ниже поверхности Земли (при температуре выше 1000 °C и давлении в десятки тысяч атмосфер).

Ученые показали, что водород – газ, состоящий из самых мелких молекул, – может просачиваться сквозь слои кварцевого силиката. Однако после того, как он перешел здесь в воду, образовавшиеся молекулы уже не могут двигаться так свободно и оказываются в «кварцевой ловушке». Под огромным давлением, достигающим 200 тыс. атм., эта вода может разрушать породу и вызывать толчки глубоких землетрясений.