Земля поглощает собственные океаны

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, тектонические плиты уносят с собой в три раза больше воды, когда «ныряют» друг под друга, чем считалось прежде. Исследователи сумели рассчитать это при помощи естественных сейсмических процессов в Марианской впадине.

Согласно морскому геологу и геофизику Донне Шиллингтон из Земной обсерватории Ламонта-Доэрти, открытие серьезно повлияет на изучение глубоководных циклов Земли. Вода под ее поверхностью может влиять на развитие магмы и «смазывать» трещины, повышая вероятность землетрясений.

Шиллингтон отмечает, что вода хранится в кристаллической структуре минералов. Жидкость становится частью земной коры, когда формируются новые, горячие океанические плиты и когда эти же плиты гнутся и трескаются при соприкосновении с соседями. Последний процесс — субдукция — единственный способ, при помощи которого вода может попасть под кору и мантию. Однако информации о том, сколько воды движется во время этого процесса, очень мало.

Исследователи использовали данные, полученные сетью сейсмических сенсоров, расположенных вокруг центральной Марианской впадины в Тихом океане. Самая глубокая часть впадины уходит более чем на 11 километров ниже уровня моря. Датчики регистрируют землетрясения и их эхо, которые звенят через всю земную кору, подобно колоколу. Чен Кай из Вашингтонского университета в Сент-Луисе смог отследить, насколько быстро распространяется эта дрожь. По словам ученого, замедление скорости указывало бы на заполненные водой трещины в камнях и «гидратированные» минералы, удерживающие воду в своих кристаллах.

Исследователи наблюдали такие замедления глубоко в земной коре — около 30 километров под поверхностью. Используя измеренные скорости, известные температуры и давления на такой глубине, команда вычислила, что зоны субдукции утягивают три миллиарда тераграммов воды в кору раз в миллион лет (тераграмм — миллиард килограммов).

Это поднимает некоторые вопросы. Вода, опускающаяся под кору, должна выйти обратно — чаще всего в составе вулканических извержений. Новые подсчеты количества воды, уходящей вниз, превышают расчеты того, сколько вещества выбрасывают вулканы. Следовательно, ученые что-то упустили в своих моделях. Исследователи уверены, что в океанах нет недостающей воды. То есть объемы воды, утянутой в кору и выплеснутой наружу, должны быть примерно одинаковыми. Тот факт, что в расчетах есть несоответствие, указывает на то, что ученые не до конца понимают, как вода движется через внутренние части нашей планеты.