Недавно обнаруженный в Земле поток может открыть тайну потерянной мантии

Исследование указывает на массивные бассейны материала глубоко в мантии, которые могут помочь объяснить происхождение Земли.

Принято считать, что Земля произошла из неистовых и сильных источников: около 4,5 млрд лет назад водоворот газа и пыли крутился в огромном диске вокруг Солнца, собираясь в каменистые глыбы и формируя астероиды. Эти астероиды, неоднократно сталкиваясь и разбиваясь, сформировали массивные тела, наибольшие из которых в итоге охладились, чтобы из них получились планеты.

Бесчисленные теории, модели и геологические наблюдения подтверждают этот сценарий. Но остается тайна: если Земля стала результатом столкновения астероидов, то ее состав должен соответствовать составу метеорных тел — маленьких частиц, отколовшихся от астероидов.

И вот ученые обнаружили, что кое-что не сходится, а именно в мантии Земли — слое между корой планеты и ее ядром — отсутствует объем свинца, обнаруженный в метеоритах, состав которых был проанализирован после падения на Землю.

Большая часть Земли состоит из скал с высоким соотношением урана к свинцу (известно, что уран естественным образом распадается и превращается в свинец). Однако, согласно стандартным теориям планетарной эволюции, Земля должна укрывать бассейн мантии где-то  в себе, который обладает низким соотношением урана к свинцу, что соответствовало бы составу метеоритов. И этот резервуар необходимо найти ради доказательства теории.

Ученые из Массачусетского технологического института нашли скрытый поток материала в мантии Земли, который сделал бы состав планеты намного более похожим по составу на метеориты. Этот резервуар имеет форму чрезвычайно плотных и полных свинца скальных пород, которые кристаллизуются под дугами островов, цепями вулканов, которые возвышаются на рубеже тектонических пластин.

Когда две массивных пластины надвигаются друг на друга, одна оказывается под другой, толкая материал коры в мантию. В то же время расплавленный материал из мантии возносится к коре и выплескивается в виде вулканической лавы или магмы на поверхность.

До 70% такой магмы кристаллизуются и превращаются в плотные скалы и постепенно вновь уходят в мантию, где остаются нетронутыми. Поток свинца делает состав земной мантии подобным тому, что замечен у метеоритов.

«Теперь, когда нам известен состав этого потока, мы можем высчитать, что тонны такого материала опускаются в мантию, формируя значительный резервуар», сказал доцент геологии Оливье Ягуц. „Результаты имеют множество значений для понимания того, как развивалась наша планета“.

Исследование опубликовано в издании Earth and Planetary Science Letters.

17.07.2013