29.06.2020

Фрагменты литосферных плит не только погружаются в мантию Земли, но и поднимаются из нее вновь

Судьбу фрагментов океанической коры, погрузившихся в недра земной мантии сумела проследить группа геохимиков из Национальной лаборатории сильного магнитного поля в Университете штата Флорида. Оказалось, что часть современной океанической коры составляют фрагменты литосферных плит, которые ранее уже погрузились в мантию, а затем вновь оказались на поверхности.

Обычно океаническая кора формируется из материала мантии, поступающего на поверхность через срединно-океанические хребты. Она формирует расходящиеся от хребтов литосферные плиты, которые достигают зон субдукции и погружаются вглубь мантии. Поэтому океаническая кора, как считается, имеет сравнительно небольшой возраст - не более 20 миллионов лет.

Согласно новому исследованию, хотя большая часть земной коры действительно является относительно новой, небольшой ее процент состоит из древних фрагментов, которые давно погрузились в мантию, а затем всплыли на поверхность. Основываясь на количестве этой "переработанной" коры, авторы исследования обнаружили, что тектоника плит на Земле существовала с момента ее формирования 4,5 миллиарда лет назад. "Подобно лососю, возвращающемуся в нерестилища, некоторая океаническая кора возвращается к месту появления на свет - вулканическим хребтам, где рождается свежая кора, - говорит профессор Мунир Хумаюн (Munir Humayun). - Мы использовали новую технику, чтобы показать, что этот процесс по сути является замкнутым циклом.

Предположение, что погрузившаяся океаническая кора появляется на поверхности вновь, уже выдвигалось ранее на основании обнаружения в срединно-океанических хребтах так называемых "обогащенных базальтов", в составе которых повышено содержание ряда химических элементов. Также исследователи обнаружили, что в "переработанной" коре ниже содержание германия и кремния, чем в "первичных базальтах". В ходе нынешнего исследования был проведен анализ 500 образцов базальта, собранных в 30 точках срединно-океанических хребтов. При этом во всех образцах "обогащенных базальтов", независимо от их географического происхождения, содержание германия и кремния было ниже, что подтверждает их происхождение из древних участков коры.

Основываясь на количестве обогащенных базальтов, обнаруженных в срединно-океанических хребтах, ученые подсчитали, что около 5-6% мантии Земли состоит из переработанной коры, а это позволяет оценить время, в течение которого на Земле происходит тектоника плит.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Источники:

1. Полит.ру