Науки о Земле

Время появления «подземного океана» передвинули

Южная часть пояса пояса Барбертон

Westall et al./Geology

Группа ученых, в состав которой вошли российские геохимки, установила, что запасы воды в мантии Земли, которые превышают массу всего мирового океана, образовались более 3,3 млрд лет назад за счет погружения океанической коры, обогащенной морской водой. Это больший срок, чем предполагалось ранее. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

«Механизм погружения измененной морской водой коры в мантию функционировал более 3,3 млрд лет назад. Это означает, что уже в первый миллиард лет существования Земли происходил глобальный оборот вещества, составляющий основу современной тектоники плит, а источником избытка воды в переходной зоне мантии был древний океан на поверхности планеты», — отметил руководитель проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, профессор Института геохимии и аналитической химии РАН Александр Соболев.

Кора Земли состоит из тектонических плит, которые постоянно движутся, наиболее активно — под океаном. При этом океаническая кора вместе с водосодержащими минералами уходит в мантию Земли. Часть воды из минералов поступает обратно под воздействием высоких температур, участвуя в извержениях вулканов. Оставшаяся вода в составе более высокотемпературных минералов продолжает путь в глубокую мантию и накапливается на глубине 410–660 км в структуре минералов вадслеита и рингвудита, модификаций силиката железа и магния. Эти минералы способны удерживать значительные количества воды и хлора. И за миллиарды лет их количество в земной мантии достигло такой массы, что вода, содержащаяся в них, превышает объемы мирового океана.

В 2016 году международная группа во главе с российскими учеными исследовала коматиитовую магму зеленокаменного пояса Абитиби в Канаде. Возраст этой территории, которая состоит из магматических горных пород, составляет 2,7 миллиарда лет. Тогда исследователи впервые получили данные о содержании воды и химических элементов — хлора, свинца, бария — в переходной зоне мантии на глубине 410–660 км. Геохимики предположили существование древнего подземного резервуара воды, сравнимого по массе с современным мировым океаном. Ученые считают, что накопление такого количества воды произошло на ранних этапах формирования Земли.

В новой статье исследователи представили геохимические данные, указывающие на то, что цикл глобального погружения океанической коры в мантию начался гораздо раньше, чем считает большинство специалистов, и мог функционировать уже в течение первого миллиарда лет истории Земли.

В ходе этой работы ученые повторно провели анализ состава коматиитовой магмы, но уже другого происхождения — из зеленокаменного пояса Барбертон в ЮАР, возраст которого составляет 3,3 млрд лет. Нагревали магму ученые с помощью высокотемпературной установки, которая способна выдерживать до 1700 °С. Оказалось, что найденный ранее глубинный водосодержащий резервуар находился в мантии Земли уже в палеоархее, на 600 млн лет раньше, чем было установлено в предыдущем исследовании.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.