Следы первичного океана магмы найдены в лаве современного вулкана
В 2018 году остров Майотта в Индийском океане сотрясала серия землетрясений. Ученые выяснили, что в 50 километрах от него родился новый подводный вулкан. Его назвали Фани Маоре. Высота гиганта достигает 800 метров, а диаметр — почти 5 километров [4].
Неожиданная находка в свежей лаве
Исследователи собрали 13 образцов лавы с вулкана Фани Маоре. Дополнительно они взяли 8 проб с восточной части Майотты [4]. Анализ показал нечто удивительное. В породах обнаружились следы минерала бриджманита. Этот минерал мог образоваться только в условиях огромного давления, которые существуют в глубинах Земли [1].
Изотопный ключ к древнейшей истории
Ученые из Парижского института физики Земли применили новый метод измерений. Им удалось достичь рекордной точности при анализе изотопов неодима [2]. Ошибка составила всего 3 промилле. Это позволило заметить то, что раньше ускользало от исследователей. В лаве Фани Маоре обнаружили избыток изотопа неодим-142 [1]. Это крайне важная деталь. Данный изотоп образуется при распаде самария-146. Период полураспада самария-146 составляет всего 92 миллиона лет [1]. Это очень мало по геологическим меркам.Если следы неодима-142 сохранились, значит, порода, в которой он находится, образовалась невероятно давно. Ученые установили точный возраст. Этот материал сформировался в первые 100 миллионов лет после рождения Земли [1]. То есть более 4,3 миллиарда лет назад.
Как выглядел первичный океан магмы
В ранний период истории наша планета представляла собой расплавленный шар. Ученые называют этот этап гадейским эоном [3]. Гигантское столкновение с космическим телом привело к образованию Луны. Оно же расплавило мантию Земли до самой границы с ядром [4]. Так возник первичный океан магмы. Постепенно океан остывал. Из расплава начали выпадать кристаллы. Первым в глубоких слоях затвердевал именно бриджманит [1]. Затем к нему добавлялись другие минералы. Считалось, что за миллиарды лет движения мантии эти следы полностью стерлись. Первичный океан магмы должен был исчезнуть без следа [2]. Однако новые данные говорят об обратном.
Как древнее вещество попало на поверхность
Моделирование показало, что источник лавы Фани Маоре находится глубоко в мантии. Для объяснения найденного изотопного сигнала достаточно 9-11 % древнего бриджманита [1]. Если бы источник находился ближе к поверхности, потребовалось бы намного больше древнего материала. От 28 до 90 процентов [1]. Сохраниться в таких количествах за 4 миллиарда лет практически невозможно. Значит, первичный океан магмы оставил свой след глубоко внутри Земли. Бриджманит сохранился в конвектирующей мантии и стал частью источника современного вулкана [5]. Природа смогла сберечь этот древний клад.
Список источников:
