Изучение лавы подводного вулкана Фани-Маоре продемонстрировало, что мантия Земли сохранила вещества гадейского эона. Это открытие подтверждает наличие «химической памяти» недр планеты.
Серия сейсмических событий 2018 года у берегов острова Майотта привела к открытию подводного вулкана Фани-Маоре и помогла разгадать тайну ранней истории Земли. Анализ лавы выявил присутствие минерала бриджманита, который образовался более 4 миллиардов лет назад в период формирования Луны, сообщает Phys.org.
Около 4,5 миллиарда лет назад столкновение с гипотетической планетой Тейя не только привело к образованию Луны, но и привело к полному расплавлению Земли, превратив её в глобальный магматический океан. По мере остывания планеты первыми кристаллизовались минералы бриджманит и ферропериклаз, которые осели в нижней мантии. Долгое время считалось, что постоянная конвекция внутри Земли уничтожила все эти древние кристаллы. Тем не менее, анализ образцов лавы с Фани-Маоре обнаружил остатки этого первичного материала.
Ключевым моментом в разгадке стал изотоп неодима-142. Он образуется при распаде самария-146, который существовал только в первые миллионы лет после формирования Солнечной системы. Обнаружение избытка неодима в образцах стало прямым доказательством того, что вулкан использовал материал из слоев, сохранившихся со времен гадейского эона.
«Короткий период полураспада системы ¹⁴⁶Sm-¹⁴²Nd дает уникальную возможность выявить события дифференциации силикатов, произошедшие в течение первых 500 миллионов лет существования Земли», — сообщают авторы исследования.
Чтобы достичь такой точности измерений, команда применила метод, разработанный Клодин Израэль из Кембриджского университета, который позволил зафиксировать минимальные различия в изотопном составе, ранее недоступные для анализа. Моделирование показало, что для получения такого химического сигнала источник плюма должен содержать всего около 9-11% древнего гадейского материала. Если бы источником был мелководье, то потребовалось бы от 28% до 90% древнего вещества, что практически невозможно сохранить на протяжении 4 миллиардов лет.
Это открытие ставит под сомнение представление о том, что мантия Земли является полностью перемешанной средой. «Недавние геодинамические модели показали, что часть самых ранних образовавшихся твердых тел может сохраняться с течением времени. Следовательно, богатый бриджманитом материал мог сохраняться в конвективной мантии, внося свой вклад в источник Фани-Маоре наряду с современным обычным мантией», — говорится в статье.
Таким образом, исследование современного подводного вулкана дало ученым возможность заглянуть в самый ранний этап формирования нашей планеты, подтвердив теорию о сохранении древних пород в недрах Земли.
Фото: hi-tech.mail.ru