Разгадана тайна аномальных зон в коре Земли

Ученые Университета штата Флорида в США выяснили, что в новой земной коре встречаются фрагменты древней коры, которая давно погрузилась в мантию в зоне субдукции и почти вся расплавилась. Количество этих частей указывает на то, что планета начала обновлять свою поверхность с момента своего образования 4,5 миллиарда лет назад, что противоречит господствующим взглядам. Статья исследователей, в которой разгадывается тайна эволюции земной коры, опубликована в журнале Science Advances.

Геологи проанализировали химический анализ 500 образцов базальтовых пород, взятых в 30 участках срединно-океанических хребтов (MORB), где происходит образование новой коры в процессе спрединга. В этих зонах мантийные потоки (плюмы) поднимаются к поверхности Земли, формируя магматические породы и раздвигая литосферные плиты. Одновременно с этим другие, более древние участки океанической коры, подныривают под континентальную кору и погружаются в мантию.

Ранее исследователи обнаружили, что часть расплавленной коры может возвращаться к срединно-океаническим хребтам и встраиваться в новую кору. Эти участки характерны аномально низким соотношением германия и кремния по сравнению с новыми породами.

Ученые сравнили соотношение между различными типами базальтов хребтов — химически истощенных (D-MORB) и обогащенных (E-MORB). Истощенные базальты формируются при низкой степени плавления, когда из решеток минералов извлекаются несовместимые с катионными центрами элементы, а в обогащенных базальтах, наоборот, такие несовместимые элементы встречаются чаще. Ранее считалось, что E-MORB образуются из расплавов в районе мантийных плюмов, однако впоследствии выяснилось, что некоторые обогащенные базальты встречаются вдали от тех мест, где потоки мантии поднимаются к поверхности. Исследователи проверили, могли ли эти базальты принадлежать древней коре.

Оказалось, что для E-MORB характерно низкое соотношение германия и кремния, что доказывает то, что эти аномальные участки являются переработанными в мантии фрагментами старой земной коры. Причем их количество указывает на то, что 5-6 процентов мантии Земли представлена расплавленной корой. В свою очередь, это значит, что формирование коры в прошлом по темпам не могло значительно отличаться от современного процесса.