Магма в мантии Земли формируется глубже, чем считалось ранее

Магма образуется гораздо глубже, чем предполагали геологи, согласно результатам нового исследования. Команда под руководством геолога Радждипа Дасгупты из Университета Райса подвергла в лаборатории очень маленькие образцы перидотита — породы, происходящей из мантии Земли, — воздействию высоких давлений. Учёные обнаружили, что порода может и действительно плавится, по крайней мере в небольших количествах, при давлениях, эквивалентных тем, что существуют на глубине до 250 километров в мантии под океаническим дном.

Это открытие отвечает на несколько вопросов о внутренних процессах Земли. Результаты показывают, что в некоторых частях планеты плавление, или формирование магмы, происходит очень глубоко под поверхностью. Это также означает, что часть углекислого газа и воды может поступать из разных источников — и из более глубоких недр Земли — чем считалось ранее. Магма поднимается с конвекционными потоками, затем остывает и формирует океаническую кору. Отправной точкой плавления долгое время считалась глубина 70 километров под морским дном, что ставило в тупик геологов, подозревавших о существовании более глубокой магмы.

Исследование предлагает объяснение сейсмическим аномалиям. Сейсмологи наблюдали аномалии в данных о скорости волн на глубинах до 200 километров под океаническим дном. Оказалось, что на этой глубине генерируются следовые количества магмы, что потенциально объясняет более низкую скорость волн. Исследование также даёт ключи к пониманию электропроводности океанической мантии. Магма на таких глубинах имеет достаточно высокую концентрацию растворённого CO₂, чтобы её проводимость была очень высокой.

"Это глубокое плавление делает силикатную дифференциацию планеты гораздо более эффективной, чем считалось ранее, — сказал Дасгупта. — Глубокая магма является главным агентом, который выносит на поверхность Земли все ключевые ингредиенты для жизни — воду и углерод". В лаборатории высоких давлений исследователи подвергают мелкие образцы пород, содержащих диоксид углерода, воздействию условий, моделирующих процессы в мантии. "Мы теперь утверждаем, что даже со следовым количеством CO₂ в мантии плавление может начинаться на глубине около 200 километров. Когда мы учитываем эффект следовых количеств воды, глубина генерации магмы становится как минимум 250 километров".