Российские ученые нашли "реки кислорода" в недрах Земли

Внутреннее строение Земли
Российские и немецкие физики и геологи, экспериментируя с лазерным прессом-"наковальней" в Немецком синхротронном центре DESY, обнаружили ранее неизвестную прослойку в мантии Земли, в которой содержится гигантское количество жидкого кислорода.

МОСКВА, 11 фев – РИА Новости. Российские и немецкие физики и геологи обнаружили ранее неизвестную прослойку в мантии Земли, в которой содержится гигантское количество жидкого кислорода, экспериментируя с лазерным прессом-"наковальней" в Немецком синхротронном центре DESY, о чем они рассказали в своей статье в журнале Nature Communications.

"По нашим оценкам в этом слое содержится примерно в 8-10 раз больше кислорода, чем в атмосфере Земли. Это было большим сюрпризом для нас, и мы пока не знаем, что происходит с этими "кислородными реками" в недрах планеты", — заявила Елена Быкова из университета Байрейта (Германия).

Быкова и ее коллеги нашли неожиданный источник и скопление кислорода в недрах Земли, наблюдая за тем, как ведут себя различные виды оксида железа, одного из основных компонентов глубинных пород, при разных температурах и давлениях.

Как объясняют ученые, в нормальных условиях оксид железа в породах Земли представляет собой гематит – соединение из двух атомов железа и трех атомов кислорода. В последние годы, по словам Быковой, химики и физики открыли несколько новых "версий" оксида железа, которые формируются при высоких давлениях и температурах и содержат в себе экзотическое число атомов —  Fe4O5, Fe5O6, или к примеру, Fe13O19.

Авторы статьи выяснили, что этим список оксидов железа не ограничивается, проследив за тем, как ведут себя гематит и его "магнитный" тезка магнетит, Fe3O4, в условиях, приближенных к ядру и мантии Земли, сжав их при помощи лазерных "тисков" PETRA III до давления, превышающего атмосферное в 670 тысяч раз.

Так выглядит ядро нашей планеты в представлении авторов статьи
Ядро Земли оказалось трехслойной "матрешкой", выяснили геологи

Эта операция привела к разложению гематита и формированию нового экзотического оксида железа, Fe5O7, при давлениях и температурах, соответствующим глубине в 1500 километров. Дальнейшее сжатие привело к формированию еще одного неизвестного оксида, Fe25O32. И то и другое, как рассказывают исследователи, привело к выбросу огромной массы кислорода, который на такой глубине и при таком давлении превращается не в газ, а в жидкость.

Потоки этой жидкости, по мнению Быковой и ее коллег, часто текут через мантию в тех ее точках, где залежи магнетита и гематита, сформировавшиеся на дне моря, "текут" вместе с остальной материей мантии и коры по направлению к ядру Земли.

Судьба этого кислорода остается неизвестной – данные кислородные "реки" могут в равной степени как взаимодействовать с окружающими породами и окислять их, так и подниматься в более высокие слои мантии и даже выше.

В любом случае, присутствие кислорода, как отмечает Максим Быков, один из других авторов статьи, говорит о том, что в недрах Земли могут происходить сложнейшие и активнейшие химические процессы, о существовании которых мы пока не знаем, и которые могут влиять не только на геохимию, но и на климат и состояние атмосферы планеты.

РИА Наука
Обсуждение
38 пользователей оставили 59 комментариев
  • Юрий Лубянцев,
    Все очень просто, надо лишь сводить факты вместе. Многое давно уже открыли, но признать не захотели - пришлось бы признать свое невежество.
    Земля сформировалась из обломков взрыва сверхновой, впрочем, как и вся Солнечная система. Эти обломки содержат большое количество воды в виде льда. Т.е. внутри Земли содержится огромное количество воды, запертой среди пород и слоев мантии в период формирования Земли при гораздо более низких температурах пород-осколков-метеоритов, чем сейчас там есть от разогрева при распаде радиоизотопов в ядре Земли.
    При всех извержениях вулканов в атмосферу выбрасывается много водяного пара, потому уровень воды в океанах медленно растет, затопляя шельф материков (геологи это признают, но не задумываются о источнике воды, ссылаясь на таяние ледников). Часть паров воды распадается на водород и кислород от ультрафиолета в верхних слоях атмосферы. Водород улетучивается в открытый космос, поскольку скорость убегания-движения у молекул водорода там выше, чем первая орбитальная скорость наших спутников (давно известный факт в учебниках). У гелия - та же история, поэтому гелий добывают не из атмосферы, где его нет, а из подземных месторождений, куда он попадает из разломов коры, прорываясь из мантии.
    У кислорода в условиях Земли эта скорость меньше, потому он накапливается в атмосфере миллионами и миллиардами лет. Растения здесь практически ни причем. При превышении определенного процента содержания кислород из атмосферы просто "уходит" в дополнительное окисление некоторых пород, участвует в образовании известняка и проч. На Марсе его скорости хватает на "убегание", потому там в избытке остается более медленный углекислый газ. На Земле углекислый газ хорошо смывается водяными каплями из атмосферы в океан и связывается в карбонаты-известняк. На Марсе и Венере нет дождей из воды, потому почти весь выброшенный вулканами углекислый газ там и остался в виде атмосферы и льда, постепенно улетучиваясь в космос.
    А вода с них улетучилась в молекулах водорода и кислорода. На Марсе часть ее осталась в виде льда, но тоже постепенно и он испаряется без пополнения.
    У Земли воды много в виде гидратных соединений в мантии (бетон, кстати, - это гидратное соединение кальцита с водой, воды причем в 5-8 раз в бетоне больше, чем кальцита). Все гидраты постепенно разрушаются от нагрева в мантии Земли, и вода постепенно выходит на поверхность, пополняя наши океаны. Так что пока у ядра хватит тепла от распада изотопов железа и прочих тяжелых металлов, воды и кислорода нам хватит. Остынет ядро - высохнут океаны, закончится кислород. Правда, раньше этого скорее Солнце погаснет или высушит Землю, когда станет красным гигантом. Кстати, при 1000 градусов (в мантии в разы больше) вода разлагается на водород и кислород, которые и взаимодействуют с окружающими породами, что и видят геологи с помощью сейсмографов и приборов слежения за ядреными взрывами, но это уже другая тема.
    10:31
    12.02.2016
  • Да мы вообще ничего не знаем! Только предполагаем... или фантазируем!
    17:45
    11.02.2016
  • goodman2015, великие укры вааще загадочный народ. Человек, как известно, появился 40 тыс. лет назад и произошёл от обезьяны. Согласно мнению ректора Киевского университета, укры появились целых 160 тыс. лет назад! Видимо, от них и произошли те самые обезьяны...
    19:39
    12.02.2016
  • Степан Разин, это что за понятие "дополнительное окисление" некоторых пород???
    23:58
    12.02.2016
  • Господа учёные и академики всех мастей, ну помогите народу и или подтвердите или опровергните . ДАРЮ !!! уникальные рецепты как самому вылечить хронический простатит и повысить потенцию-результат такой что не нужна виагра а простамол и другое рекламируемое говно проста отдыхает. Читайте...Здоровье- финалгон против простатита и отзывы и форум Бич мужчин простатит и как с ним бороться где на первой странице форумчане выставили мою статью а начиная с 8 по 16 есть и мои комментарии и дополнения. ТАКЖЕ- как самому вылечить саркоидоз, туберкулёз, гепатит С , тромбоз вен и ВОЗМОЖНО ??? таким образом как я вылечил своего сына от неизлечимой врачами болезни саркоидоз лёгких 2 степени то и ВОЗМОЖНО должно лечиться и ВИЧ и РАК. Но это сам народ должен пробовать так лечиться и у ВАС будет ШАНС вылечиться а не умереть под наблюдением врачей. Читайте об этом на форуме Лечение саркоидоза народными средствами...он проявляется.
    07:02
    13.02.2016
  • Моська Ивановна, зайдите в инет. почитайте про диаграмму состояния О2.
    уравнение видели? оно обратимое. принцип Ле Шателье помните? а Термодинам функцию Гиббса? вот там все ответы на ваши вопросы. а то что 8-10 раз, так это оценочные величины ибо точные данные об энтропии и энтальпии этих нетривиальных оксидов просто неизвестны пока. ... честно признайте, что вы просто химию не на том уровне изучали
    08:35
    13.02.2016
  • dmitr70 в ответ пользователю Степан Разин(показатьскрыть)
    Степан Разин,
    Не совсем так :). Атмосфера от углекислоты была очищена за относительно небольшой, по геологическим меркам, период в среднем палеозое. Именно в это время были сформированы километровые толщи известняков в морях и залежи угля на континентах (не случайно же название каменноугольной системы). Органическое происхождение ни того, ни другого вроде не оспаривается. Практически вся углекислота выпала в осадок, в атмосфере остался азот с кислородом, что позволило фауне выползти на земную поверхность.
    Ваша версия накопления кислорода в атмосфере не вызывает возражений, но плавное постепенное изменение состава атмосферы не подтверждается геологическими фактами.
    10:20
    13.02.2016
  • dmitr70 в ответ пользователю goodman2015(показатьскрыть)
    goodman2015,
    Не остыла потому, что, во-первых, при сжатии внутренняя энергия сжимаемого тела увеличивается, во-вторых, радиоактивный распад (это примерно треть современного теплового потока Земли), в третьих, тектонические движения (в местах, где они происходят, тепловой поток в два раза больше).
    Про нефть - согласен.
    10:28
    13.02.2016
  • кого77, если принять поллитровку на грудь, потом можно и кубометр пытаться залить в литровой емкости. Почему-то в условиях кислородной реки с железными берегами они якобы не хотят входить в реакцию.

    Если отбросить ненаучный прикрас, то в сухом остатке есть новые окиси железа в условиях больших давления и температуры. Математика на том же уровне пятого класса показывает, что соотношение кислорода к железу падает: 3:2, 7:5, 5:4, 6:5, ... но 19:13 больше 7:5, а 32:25 больше 5:4.

    В материале отсуствует фактор времени. Сравнивать лазерные опыты, где искомое состояние длится считанные доли секунды, с длящимися миллионы и миллиарды лет геологическими процессами ненаучно и бессмыслено. В тексте же указано, что куда уходит кислород неизвестно. Если сжать мокрую губку, из нее можно выжать некоторое количество воды один раз, но невозможно получить Волгу. Если сегодня забрать некоторое количество гематита с поверхности Земли и запихнуть его на глубине 1500 км, из него можно выжать некоторое количество кислорода, но круговороту и постоянному течению неоткуда взяться. Так что реки в данном случае околонаучный бред.
    11:27
    13.02.2016
  • Алексей Яковлев, по ходу в пылу спора забываете, что равновесие реакции не зависит только от температуры. Могу ли напомнить, что в условиях нехватки кислорода углерод окисляется до угарного газа, а при достаточном кислороде до углекислого? Переизбыток чистого кислорода тоже повлияет на равновесие.

    Учитываете ли, что в условиях высоких температур мантия якобы находится в расплавленном состоянии? Как насчет конвекции мантии? Якобы как раз под влиянием оной плиты материков плавают туда-сюда. Учитываете ли, что кислород и железо или окиси железа находятся в разных весовых категориях? Неужели под влиянием гравитации с кислородно-железной эмульсией толщиной в тысячи км ничего не произойдет? Получается и железо, и жидкий кислород очень плохие проводники тепла, если за миллиарды лет тепло никуда не уходит...
    11:50
    13.02.2016
  • Все вот такие ученые, поели Г. моченого, вот и придумывают. Может Еще и неизвестный элемент ядра Земли попробуют достать, который поддерживает его жизнь (пока помечтайте). Можете опубликовать, это мое Заявление! И даже нобелевская награда мне не нужна...
    11:59
    13.02.2016
  • Иван Вакулин, точные данные просто неизвестны пока, но все равно знаете фазовую диаграмму назубок еще с школьных лет? Да, такой уровень мне недоступен. Еще на глубине 1500 км других элементов быть не может и изучаем сферическую окись железа в вакууме. Падаю ниц перед Вашим величием и каюсь.
    12:02
    13.02.2016
  • Моська Ивановна, в кинетике химических реакций нет понятия "разные весовые категории". Что Вы под этим подразумеваете? И не забывайте про сверхкритические условия на глубине. Вы великий спец в химии и физике сверхкритичных состояний? Если нет - то доверьтесь мнению профессионалов. Насколько я понимаю, вопрос о массе кислорода в подземных "реках", превышающей массу кислорода в атмосфере в 8-10 раз, уже отпал?
    12:59
    13.02.2016
  • Моська Ивановна, откуда взялся углерод? Вроде как о нем и речи в статье не было, как и про окисление до угарного газа в условиях недостатка кислорода. Судорожно припоминаете все остатки знаний из школьного курса химии? Что значит - "под влиянием гравитации"? Вы путаете давление и силу тяжести :-)
    13:06
    13.02.2016
  • Алексей Яковлев, в кинетике химических реакции присуствует выпадание продукта в осадок? Или в сверхкритических условиях силу притяжения отменили? Скрестили шпаги в сети два крутых спеца по сверхкритическим состояниям, но один из них все равно круче. Простите, что не признаю за Вами самообъявленного профессионала. Человек с знаниями обычно выдвигает аргументы по теме, а нападки на личность оппонента даже не псевдонаучны.

    Вопрос о существовании обсуждаемых "реках" еще не доказан, так что любые количественные оценки оных высосаны из того же пальца. Чего мелочиться 8-10 разами, когда можно назвать хоть тысячи. Ведь в рассматриваемом в материале гипотетическом шарике нету кремния, нету алюминия, магнезия, марганца, даже сера полностью отсуствует. Изолированная двухкомпонентная система из железа и кислорода диаметром в 13 тысяч км. Прочитайте на досуге о разных видах магматических пород и о входящих в них химических элементах. Я лично не считаю себя специалистом, потому что работа в металлургическом комбинате и прогулки на глубине 1500 км вещи разные.
    13:31
    13.02.2016
  • Алексей Яковлев, если даже сравнение реакции кислород-углерод с реакцией кислород-железо отрицаете, разговор бессмыслен. Считайте меня кем угодно, я от этого не помру.
    13:33
    13.02.2016
  • Моська Ивановна, живите долго и счастливо! В каком плане Вы собрались сравнивать реакции кислород-углерод и кислород-железо? Это реакции окисления, да. Но углерод может образовывать только 2 оксида, это раз. Изолированная двухкомпонентная система железа и кислорода диаметром 13 тысяч километров имеет место только в Вашем воображении - это два. Ученые по результатам своих исследований сделали предположения о наличии и количестве кислорода, находящегося в сверхкритических условиях - это три. Поскольку Вы на глубине полторы тысячи километров не гуляли и не располагаете необходимым математическим аппаратом, чтобы подтвердить или опровергнуть приведенные в статье сведения - просто примите их к сведению и все.
    Как химику, мне интересно было бы узнать, что такое "магнезий" :-)
    И еще раз повторю, разные весовые категории присутствуют в боксе, тяжелой атлетике и т.п., в химии такого понятия нет.
    В магматических породах "гипотетического шарика" присутствуют-таки кремний, алюминий, марганец, титан и др. А извержения вулканов сопровождаются выбросами сернистого ангидрида. Я считаю себя специалистом именно в той области, в которой работаю более 27 лет, к Вашему признанию или непризнанию меня профессионалом отношусь абсолютно индифферентно
    14:50
    13.02.2016
  • Да мы все на планете Земля и понятия не имеем что происходит у нас под ногами, ну так ведь. А это очень красивая гипотеза, которую проверить не возможно. Очередные алхимики 21 века.
    Газ в деревнях дорогой, люди голодают на Земле и много еще к чему можно и нужно приложить творческий ум.
    Нужно конечно заниматься наукой и в том числе фундаментальной, но не надо вешать "умную лапшу" людям которым кредит заплатить не чем.
    19:18
    13.02.2016
  • Алексей Яковлев, во первых реакция кислород-углерод была предложена, как более доступная Вам и не только. В быту это реакция окисления и надеюсь она понятна? Кстати оригинал статьи ссылается на труд Литасова и Гончарова о возможной диссоциации двуокиси углерода на больших глубинах, но вряд ли удосужились читать оригинал.

    Если бы прочитали, сами нашли бы, что никакие "реки" в нем не упоминаются. Речь идет о выделении лишнего кислорода при перекристализации и переходу к новой твердой фазе. Кстати оценка по массе указана только от перекристализации от Fe2O3 до Fe5O7. Дальше - больше. Тот самый оригинал подчеркивает, что данных о состоянии кислорода в описываемых сверхкритических условиях нету и что предположение о жидком состоянии оного основывается на экстраполировании существующих данных. Также указывает, что кислород будет взаимодействовать с окружающими породами. Поскольку в основе статьи стоит предполагаемое погружение железисто-кремнистых формации и обсуждается поведение гематита и магнетита в них, можете догадаться что за породы вокруг.

    Еще оригинал не пишет о жидком кислороде, а всего лишь о жидкой фазе с большим содержанием кислорода. Учитывая, что в самом конце к всплытию кислорода привязывается движение редкоземельных элементов, вряд ли речь идет о свободном кислороде.
    21:52
    13.02.2016
  • Можете ерничать сколь угодно, но от этого псевдонаучный бред выше не становится достоверным. Поскольку процитирована Быкова, возможно ей пришлось объяснять научные выводы на доступном для журналиста языке и приводить доступные обывателю сравнения. Палму первенства в доступной для обывателя псевдонауке с удовольствием уступаю.
    21:52
    13.02.2016
  • Моська Ивановна, моему пониманию доступны и более сложные реакции, нежели окисления углерода, по образованию я инженер-химик. Вы все дальше и дальше уходите в сторону от предмета обсуждения и никак не хотите признавать свои ляпы и ошибочные утверждения. Диалог с Вами изрядно позабавил, но, увы, бесперспективен. Всего доброго!
    23:42
    13.02.2016
  • Алексей Яковлев, ссылки на оригинал статьи уход в сторону? Спасибо за признание, что тема обсуждения не научная статья, а что-то иное. Удачи Вам!
    00:44
    14.02.2016
Партнеры



Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.