Секреты Земли будут раскрыты благодаря новому исследованию кристаллов

Новое исследование Университета Кертина, посвящённое процессам плавления пород в мантии Земли, выявило ранее неизвестные свойства ключевого кристалла шпинели. Это открытие указывает на то, что предыдущие исследования, использовавшие шпинель для изучения мантийного плавления и тектоники, возможно, нуждаются в пересмотре.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications и проведённое под руководством аспиранта Хамеда Гамаля Эль Дина, показало, что шпинель, которую учёные широко используют как индикатор процессов плавления в мантии, может изменяться непредсказуемыми способами. Это ставит под сомнение результаты множества прошлых геологических работ и открывает путь для нового научного направления в изучении эволюции глубокой мантии на протяжении истории Земли.

Шпинель, часто встречающаяся в мантийной породе перидотит, долгое время считалась чрезвычайно устойчивой к химическим изменениям после её кристаллизации. Поэтому её использовали в качестве своеобразного «посланника из прошлого» для оценки геологических событий в мантии. Однако новое исследование доказало, что шпинель может подвергаться воздействию геологических процессов, таких как изменения температуры и давления, что влияет на её химический состав.

«Предыдущие научные выводы и теории предполагали однородность и первичный состав шпинели, но наше исследование ставит эти предположения под сомнение», — отмечает соавтор работы профессор Чжэн-Сян Ли. Теперь, зная об этой изменчивости, учёные могут использовать состав шпинели как индикатор для раскрытия новых тайн мантии. Например, было показано, что шпинель является хорошим переносчиком летучих элементов и может транспортировать их в глубокую мантию в процессе субдукции океанических плит. Это открывает возможность для разработки нового метода расшифровки химического рециклинга в глубокой мантии путём анализа нетрадиционных изотопов (лития, цинка, титана, никеля) в шпинели.