Глубокие алмазы содержат свидетельства процессов рециклинга в недрах Земли

Алмазы, сформировавшиеся глубоко в мантии Земли, несут в себе свидетельства химических реакций, происходивших на морском дне. Изучение этих минералов помогает геологам понять, как материал обменивается между поверхностью планеты и её глубинами.

Новое исследование, опубликованное в Science Advances, подтверждает, что серпентинит — порода, образующаяся из перидотита (основной породы мантии) при проникновении воды в трещины океанического дна, — может переносить поверхностную воду на глубину до 700 километров посредством тектонических процессов. "Почти все тектонические плиты, составляющие морское дно, в конечном итоге изгибаются и погружаются в мантию — процесс, называемый субдукцией, который потенциально может возвращать поверхностные материалы, такие как вода, обратно в недра Земли", — пояснил Пэн Ни из Института Карнеги, соавтор исследования.

Серпентинит внутри погружающихся плит может быть одним из наиболее значимых, но малоизученных геохимических путей, по которым поверхностные материалы захватываются и переносятся в глубины Земли. Физическое подтверждение этого пути было получено путём изучения крупных алмазов глубинного происхождения, таких как знаменитый "Куллинан". Они формируются на глубине от 360 до 750 км, и иногда содержат включения минералов, захваченных во время кристаллизации.

Исследователи проанализировали изотопный состав железа в металлических включениях. Изученные включения имели более высокое отношение тяжёлых изотопов железа к лёгким, что характерно для магнетита и других богатых железом минералов, образующихся при превращении океанического перидотита в серпентинит на морском дне. Эта гидратированная порода была субдуцирована в переходную зону мантии, где и кристаллизовались алмазы.

"Наши результаты подтверждают давно предполагаемый путь рециклинга в недрах Земли, позволяя проследить, как минералы с поверхности вовлекаются в мантию и создают вариации в её составе", — заключила соавтор работы Анат Шахар.