Международная группа ученых выяснила, что обычный минерал тальк — та самая мягкая глина, которую используют в косметике — может впитывать огромное количество воды и переносить ее на глубину более 100 километров. Исследование опубликовали в журнале Nature Communications.

В лабораторных экспериментах ученые воссоздали условия, которые существуют в зонах субдукции — местах, где одна тектоническая плита погружается под другую. Когда тальк оказывался в соленой слабощелочной воде, похожей на природную морскую воду, он начинал вести себя как губка. Минерал впитывал воду, увеличиваясь в объеме на 60%, и превращался в особый кристалл, который содержал до 31% воды по массе.

Чтобы понять, что происходит с тальком на глубине, ученые использовали специальное устройство — алмазную наковальню, которая создает чудовищное давление. Образцы помещали между двумя алмазами и сжимали, одновременно нагревая до 350°C. Рентгеновские лучи синхротрона помогли зафиксировать изменения в кристаллической структуре минерала.

Оказалось, что на глубине около 90-125 километров в тальке образуются дополнительные молекулярные прослойки, в которые и проникает вода. Расстояние между слоями кристалла увеличивается с 10 до 15 ангстрем (ангстрем — это одна десятимиллиардная метра). Именно эта «расширенная» структура и позволяет минералу удерживать в восемь раз больше воды, чем обычно. Ранее ученые выяснили, что земная суша высыхает беспрецедентными темпами.

Что особенно важно — этот процесс происходит только в присутствии соленой щелочной воды, похожей на морскую. В пресной воде тальк ведет себя совершенно иначе.

Получается, что тектонические плиты могут «затягивать» океаническую воду глубоко под землю через такие гидратированные минералы. А когда на глубине около 165 километров тальк сжимается и переходит обратно в фазу 10 ангстрем, высвобождается огромное количество воды.

Эта вода сильно влияет на геологические процессы — она снижает температуру плавления горных пород, способствует образованию магмы и может влиять на возникновение землетрясений. Ученые заметили, что в некоторых зонах субдукции количество землетрясений уменьшается как раз на тех глубинах, где тальк максимально насыщен водой.