Международная группа ученых под руководством Чжэн-Ю Луна из Парижского института физики Земли (IPGP) получила новые данные, которые могут изменить представления о ранней истории нашей планеты. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, указывает на то, что перенос воды и поверхностного материала в глубинные слои Земли начался значительно раньше, чем предполагалось ранее.
Читайте: Россиянам готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Для работы исследователи проанализировали 50 образцов коматиитов — древнейших вулканических пород, собранных в десяти регионах мира. Эти лавы формировались при температуре свыше 1600 градусов Цельсия и относятся преимущественно к архею — периоду от 4 до 2,5 млрд лет назад, когда внутренние области Земли были значительно горячее современных. Самые древние исследованные образцы имели возраст около 3,6 млрд лет и происходили из Южной Африки, тогда как самые молодые были образованы примерно 89 млн лет назад.
Ключевым объектом исследования стали изотопы калия. Ученые обнаружили, что в породах из трех районов содержание тяжелого калия оказалось значительно выше, чем в обычных мантийных породах, и даже превышало его концентрацию в морской воде. Авторы последовательно проверили возможные объяснения, включая выветривание, химическое разложение, загрязнение континентальной корой и последствия столкновения Земли с небесным телом, после которого, как считается, сформировалась Луна. Однако ни одна из этих версий не смогла объяснить полученные результаты.
По мнению исследователей, наиболее вероятным объяснением стала ранняя субдукция — процесс погружения океанического дна в мантию. Согласно предложенной модели, при нагревании погружающихся плит горячие жидкости переносили тяжелый калий в глубинные слои Земли, где этот химический сигнал сохранился в источниках коматиитовой магмы. Дополнительным подтверждением гипотезы стали древние лавовые поля Южной Африки и Канады, которые ранее уже связывали с присутствием воды, сохранившейся в кристаллах минералов.
Моделирование показало, что в наиболее насыщенных водой районах плавление пород происходило на глубине в несколько сотен километров, в переходной зоне мантии, расположенной между 400 и 660 километрами. При этом ученые пока не могут окончательно определить, находился ли тяжелый калий на такой глубине изначально или был захвачен магмой во время ее подъема к поверхности.
Авторы исследования считают, что уже не менее 3,6 млрд лет назад вода и переносимые ею вещества начали проникать с поверхности Земли в ее внутренние слои. Работа не доказывает существование современной тектоники плит в тот период, однако свидетельствует, что процессы обмена между поверхностью и мантией действовали значительно раньше, чем предполагалось. По мнению исследователей, тяжелый калий в древних вулканических породах может стать новым инструментом для изучения самых ранних этапов геологической истории Земли.
Читайте также:
- Россиянам грозят новые начисления за ЖКХ: вступили в силу важные изменения
- Пенсии в России резко вырастут с 1 августа: кто получит прибавку уже летом
- Раскрыт главный секрет отношений: секс оказался не таким важным, как считалось
