Российские и немецкие физики и геологи обнаружили ранее неизвестную прослойку в мантии Земли, в которой содержится гигантское количество жидкого кислорода, о чём они рассказали в своей статье в журнале Nature Communications. Это открытие имеет далеко идущие последствия. В частности, оно фальсифицирует знаменитую теорию абиогенеза – происхождения жизни на древней Земле путём её самозарождения в бескислородных условиях.

«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 форм 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 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. 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 её коллег, часто текут через мантию в тех её 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.

Подробнее: Bykova E. et al. Structural complexity of simple Fe2O3 oxide at high pressures and temperatures // Nature Communications. 2016. №7. Article number 10661. https://doi.org/10.1038/ncomms10661

Комментарий. Напомним, что в современной науке широко распространено мнение о том, что весь кислород земной атмосферы – это результат фотосинтеза зелёных растений и бактерий. Если предположения российских и немецких учёных подтвердятся, то скорее всего придётся пересмотреть всю геохимию Земли, а заодно и поставить «крест» на знаменитой теории абиогенеза (происхождение жизни из неживой материи в древние времена). Ведь непременным условием формирования «молекул жизни» является полное отсутствие кислорода в атмосфере первобытной планеты. Но если в недрах Земли содержится такое колоссальное количество кислорода, то несомненно он мог проникать и на поверхность планеты, и таким образом насыщать воздушную среду кислородом.