Геология

Геологи только что обнаружили источник вулканов глубже, чем когда-либо прежде

Исследователи точно определили неизвестный ранее источник вулканов в экстремальных глубинах Земли - в переходной зоне между верхней и нижней мантией.

До сих пор мы думали, что у нас есть способы справиться с тем, как формируются вулканы, всплывающие из расплавленных областей в верхней мантии под земной корой, но новое открытие уводит дела намного дальше.

На Бермудских островах, которые находятся на вершине потухшей вулканической подводной горы, геологи нашли первые прямые доказательства того, что материал из переходной зоны, между 400 и 650 километрами (250 и 400 милями) ниже поверхности Земли, может пузыриться и выбрасываться из вулканов.

«Мы ожидали, что наши данные покажут, что вулкан был образованием мантийного шлейфа - апвеллинга из более глубокой мантии - так же, как это происходит на Гавайях», - сказал геолог Эстебан Газель из Корнельского университета.

«Это первый раз, когда мы нашли четкое указание из переходной зоны глубоко в мантии Земли, что вулканы могут образовываться таким образом».

Вулканы Гавайских островов берут свое начало на глубине от 200 до 400 километров (от 120 до 250 миль). Но вулкан Бермудских островов уходит корнями гораздо глубже, в регион, богатый водой, кристаллами и расплавленной породой, согласно выводам команды.

Геологи нашли это свидетельство в образце керна, пробуренном на Бермудских островах в 1972 году. Его длина составляет более 700 метров (2600 футов), и это в основном график геологической истории региона. По мере того как материал осаждается, он образует слой в скале, и исследователи могут изучать их, чтобы реконструировать прошлые события.

Исследователи проанализировали его в поисках изотопов, микроэлементов, признаков воды и летучих веществ, ожидая, что их результаты покажут, что вулкан был восходящим потоком из верхней мантии.

Но они нашли что-то другое: 30 миллионов лет назад переходная зона изрыгнула, послав материал через верхнюю мантию на поверхность, где он сначала создал вулканическую подводную гору, а затем поднялся выше.

«Сначала я подозревал, что вулканическое прошлое Бермудских островов было особенным, когда я взял образец керна и заметил, что различные текстуры и минералогия сохранились в разных потоках лавы», - говорит геолог Сара Мазза из Мюнстерского университета.

«Мы быстро подтвердили экстремальное обогащение композициями микроэлементов. Было интересно узнать о наших первых результатах ... тайны Бермудских островов начали раскрываться».

Они обнаружили кристаллы, содержащие большее количество воды, чем обычно можно найти в зонах субдукции, областях на границах тектонических плит, где край одного скользит под другим. Совокупность минералов, обнаруженных в образце, в том числе кристаллы титан-авгита, полевых шпатов, флогопита, шпинели, перовскита и апатита, также свидетельствуют о большом количестве воды.

Но то, что действительно идентифицировало источник лавового ядра, было изотопами свинца, которые были чрезвычайно разнообразными, никогда прежде не наблюдавшимися в лаве.

Это самые радиогенные изотопы свинца, которые когда-либо были обнаружены в океаническом бассейне - слишком радиогенные, чтобы возникать в верхней мантии. Это, по мнению исследователей, указывает на более глубокое происхождение.

Численное моделирование помогло определить, что наиболее вероятным сценарием является возмущение в переходной зоне, из-за которого материал плавился и просачивался вверх к поверхности.

Это результат, который может помочь выявить больше вулканов, которые могли возникнуть в этих темных глубинах, и помочь понять геологические процессы, которые сформировали нашу планету.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Back to top button