Раскрыто таинственное происхождение крупнейших магматических пород Земли
Древние породы, известные как массивы типа анортозитов, долгое время озадачивали ученых, представляя собой загадку, которая сохраняется на протяжении десятилетий и вызывает бурные дебаты в геологическом сообществе.
Эти обширные, богатые плагиоклазом магматические образования, относящиеся к средней части истории Земли, долгое время не поддавались точной классификации из-за множества противоречивых теорий об их происхождении и процессах, которые привели к их формированию.
Однако недавние прорывы в исследованиях и технологиях могут переписать то, что мы думали, что знаем об этих загадочных породах, и дать новое представление о геологическом прошлом Земли.
Геологические связи в древних породах
Новое исследование подчеркивает сложные связи между эволюционирующими мантией и корой Земли и тектоническими силами, которые формировали планету на протяжении всей ее истории.
Это исследование одновременно открывает новые методы для более глубокого изучения зарождения тектоники плит, динамики субдукции миллиарды лет назад и разворачивающейся истории земной коры.
Исследовательская группа под руководством Дункана Келлера и Син-Ти Ли из Университета Райса изучала анортозиты массивного типа, чтобы проверить идеи о магмах, которые их сформировали.
В центре внимания исследователей были анортозиты Марси и Морин - классические примеры из Гренвильского орогена Северной Америки, возраст которых составляет около 1,1 миллиарда лет.
Проанализировав изотопы бора, кислорода, неодима и стронция в породах, а также проведя петрогенетическое моделирование, исследователи установили, что эти анортозиты возникли из магм, богатых расплавами, полученными из океанической коры, которая была изменена морской водой при низких температурах.
Тайна древних пород
Ведущий автор исследования Дункан Келлер является постдокторским научным сотрудником Clever Planets в области наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете Райса.
«Наше исследование показывает, что эти гигантские анортозиты, скорее всего, возникли в результате обширного плавления субдуцированной океанической коры под конвергентными континентальными окраинами», - говорит Келлер.
«Поскольку в прошлом мантия была более горячей, этот процесс напрямую связывает формирование анортозитов массивного типа с тепловой и тектонической эволюцией Земли».
Команда исследователей проникла в глубины анортозитов Марси и Морин, где обнаружила изотопные сигнатуры, аналогичные другим породам, встречающимся в зонах субдукции, таким как абиссальный серпентинит.
Полученные данные свидетельствуют о том, что эти породы образовались в ходе очень горячей субдукции, которая, возможно, была распространена миллиарды лет назад.
В исследовании сочетались классические методы с новым применением изотопного анализа бора к этим анортозитам массивного типа.
Революционный вывод
Поскольку анортозиты массивного типа в настоящее время не образуются на Земле, новые данные, связывающие эти породы с интенсивной субдукцией ранней Земли, открывают уникальные междисциплинарные подходы к пониманию того, как эти породы ведут хронику физической эволюции нашей планеты.
«Это исследование углубляет наше понимание древних скальных образований и проливает свет на более широкие последствия для тектонической и тепловой истории Земли», - говорит Син-Ти Ли, профессор геологии Гарри Каротерс Висс и соавтор исследования.
