Экстремальные воды

Наша Земля является уникальной планетой, не только, что на ней есть условия для жизни высоких форм живой материи, но это еще и единственная, известная человеку, планета, которая способна удерживать воду в больших количествах во всех трех фазах ее состояния.

Из курса школьной физики всем, кто не пропускал занятия, известно, что вода может находиться в трех состояниях. Когда температура ниже 0 градусов Цельсия, вода находится в твердом состоянии, в виде льда. Когда температура лежит в пределах 0-100 градусов Цельсия, вода находится в жидком состоянии. Когда температура выше 100 градусов Цельсия вода находится в газообразном состоянии в виде пара.

Однако, все вышесказанное справедливо для нормального давления. Ученые задались целью узнать, а как себя поведет вода, если ее нагреть до температуры выше 347 градусов при давлении более 22 Мпа — это как раз те условия, в которых может находиться вода на больших глубинах в мантии Земли.

В ходе исследований ученые изучали микроскопическую структуру воды в зависимости от давления и температуры с помощью рентгеновского комбинационного рассеяния. Небольшая проба воды была доведена до высокой температуры и давления. Анализ данных был основан на молекулярной динамике.

Как показал опыт, при высоких давлениях и температуре вода превращается в очень агрессивный растворитель. Такое поведение воды в некоторой степени объясняет изменение структурных свойств пород в глубинах земли, происходящие в ходе геохимических и геологических процессов. Считается, что уникальные свойства воды в критических условиях влияют на поведение магмы.

Но как вода влияет на процессы в верхней мантии и коре все еще является предметом интенсивных исследований.