Найдены следы раннего магматического океана Земли

15.03.2021
135
0
0.0
Новое исследование, проведенное Кембриджским университетом, установило редкие свидетельства - сохранившиеся в химическом составе древних горных пород из Гренландии - которые рассказывают о времени, когда Земля была почти полностью расплавленной.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, дает информацию о том крайне важном периоде формирования нашей планеты, когда глубокое море раскаленной магмы простиралось как по поверхности Земли, так и на сотни километров в ее недра. Постепенное охлаждение и кристаллизация этого «магматического океана» определяет химический состав недр Земли - определяющий этап в сборке структуры нашей планеты и формировании ранней атмосферы.

Ученые знают, что катастрофические удары во время образования Земли и Луны сгенерировали бы достаточно энергии, чтобы растопить внутреннюю часть нашей планеты. Но об этой далекой и бурной фазе истории Земли известно мало, потому что тектонические процессы переработали почти все породы старше 4 миллиардов лет.

Но недавно исследователям все же удалось обнаружить химические остатки магматического океана в породах возрастом 3,6 миллиарда лет на юго-западе Гренландии.

Полученные данные подтверждают давнюю теорию о том, что Земля когда-то была почти полностью расплавленной, и открывают окно в то время, когда планета начала затвердевать и развивать химию, которая теперь управляет ее внутренней структурой. Исследования показывают, что другие горные породы на поверхности Земли также могут сохранять свидетельства существования древних океанов магмы.

Исследование объединяет судебно-химический анализ с термодинамическим моделированием в поисках первобытного происхождения горных пород Гренландии и того, как они попали на поверхность.

На первый взгляд скалы, составляющие супракрустальный пояс Гренландии Исуа, выглядят так же, как любой современный базальт, который можно найти на морском дне. Но это обнажение, впервые описанное в 1960-х годах, является самым старым обнажением горных пород на Земле. Известно, что они содержат самые ранние свидетельства микробной жизни и тектоники плит.

Новое исследование показывает, что в породах Исуа сохранились редкие свидетельства того, что возникло еще до тектоники плит - остатки некоторых кристаллов, оставшихся после охлаждения магматического океана.

Систематика изотопов железа подтвердила, что породы Исуа были получены из частей недр Земли, которые образовались в результате кристаллизации океана магмы. Большая часть этой первобытной породы была перемешана конвекцией в мантии, но ученые полагают, что некоторые изолированные зоны глубоко на границе между мантией и ядром - древние кристаллические кладбища - могли оставаться нетронутыми в течение миллиардов лет.

«Эти образцы с железным отпечатком пальца также имеют аномалию вольфрама - признак образования Земли - что заставляет нас думать, что их происхождение можно проследить до этих первобытных кристаллов», — поясняют ученые.


При этом следует пояснить, каким образом эти сигналы из глубокой мантии попали на поверхность. Их изотопный состав показывает, что они не просто попали в воду в результате плавления на границе ядро-мантия. Их путешествие было более окольным и включало несколько стадий кристаллизации и переплавки - своего рода процесс дистилляции. Смесь древних кристаллов и магмы сначала должна была переместиться в верхнюю мантию, где она была взбита, чтобы создать «мраморный пирог» из горных пород с разных глубин. Позднее плавление этого гибрида пород и привело к образованию магмы, питавшей эту часть Гренландии.

Выводы команды показывают, что современные горячие вулканы, которые, как считается, образовались относительно недавно, на самом деле могут находиться под влиянием очень древних процессов.

Теперь ученые планируют продолжить свои поиски в понимании магматического океана, расширив поиски ключей к разгадке в древних породах и экспериментально моделируя фракционирование изотопов в нижней мантии.

«Мы смогли распознать, что одна часть внутренней части нашей планеты делала миллиарды лет назад, но чтобы заполнить картину дальше, мы должны продолжать поиски большего количества химических ключей в древних породах», — отметили исследователи.




Комментарии (0)
avatar