Открытие американских геологов положило конец дебатам о кислороде, содержащемся в мантии Земли
В то время как геологи по всему миру спорят о том, какое количество кислорода содержится в мантии Земли, ученые из Университета Род-Айленда, смогли разгадать эту загадку.
Результаты анализа застывшей лавы вулкана Агрихан, расположенного в западной части Тихого океана, показали, что изверженные породы имеют высокую степень окисления, так как во время формирования мантии Земли они подвергались воздействию кислорода. На протяжении миллионов лет морские донные породы, попадая обратно в мантию в субдукционных зонах (там, где тектонические плиты сталкиваются, пододвигая одну плиту под другую), транспортировали туда большее количество кислорода. Результаты исследований были представлены на конференции Американского геофизического союза в Сан-Франциско, США.
«Циркуляция кислорода необходима для поддержания жизни не только на поверхности Земли, но и глубоко в мантии, - объясняет доцент кафедры Университета Род-Айленда Кэтрин Келли. – Содержание кислорода в мантии частично контролируется кислородом с поверхности Земли».
Келли считает, что данное открытие очень важно для современной науки, так как мантийный кислород влияет на образование разновидности минералов, поведение некоторых элементов и на то, какие газы выбрасываются вулканами.
Первичные образцы лавы, которые ученые смогли идентифицировать, являются наиболее окисленными. В глубине мантии это окисление отделяется от субдукционной плиты, проникает в вулканическую магму и затем извергается.
По мнению Келли, некоторые ученые сомневаются в том, что количество кислорода в мантии изменялось со времен формирования Земли. Однако, если благодаря тектонике плит окисленное вещество попадало в мантию, что продемонстрировала Келли, значит, количество кислорода там увеличивалось. То, что происходит на поверхности Земли, вероятно, влияет на процессы, происходящие глубоко в недрах Земли.
В Национальной лаборатории Брукхэйвен Келли исследовала крохотные кристаллы хризолита, содержащие природное стекло времен ранней магмы, в котором были найдены разжиженные газы из вулканических извержений. Исследовав стекло, Келли определила состояние окисления железа в породах и нашла взаимосвязь с разжиженными газами, которые транспортировались в субдукционные зоны магмой.
Ранее Келли проводила похожее исследование, в ходе которого обнаружила, что вещество из субдукционных зон в большей степени окислено, чем вещество из срединно-океанических хребтов, где плиты расходятся. Это исследование опубликовано в журнале Science за 2009 год.
«Важно до конца постигнуть эти процессы, но, к сожалению, до этого еще очень далеко, так как они происходят на протяжении длительного периода времени, - говорит Келли. То, что нам удалось разгадать - это всего лишь один паззл в огромной мозаике истории развития Земли.»
