Новое исследование поддерживает гипотезу стабильного химического состава мантии с ранней геологической истории Земли

Исследователи из Национального музея естественной истории Смитсоновского института провели новый анализ пород возрастом не менее 2,5 миллиарда лет. Результаты помогают уточнить химическую историю мантии Земли — геологического слоя под земной корой. Полученные данные свидетельствуют, что окислительное состояние подавляющей части мантии Земли оставалось стабильным на протяжении геологического времени и не претерпевало крупных переходов, что противоречит некоторым более ранним предположениям.

Это открытие важно для понимания ранних геологических процессов Земли и вносит вклад в многолетнюю научную дискуссию об эволюции планеты. Стабильность окислительного состояния мантии является ключевым фактором, повлиявшим на формирование уникальных условий на поверхности, которые позволили существовать жизни и жидкой воде.

«Древние породы, которые мы изучали, в 10 000 раз менее окислены, чем типичные современные мантийные породы. Мы представляем доказательства того, что это связано с тем, что они плавились глубоко в Земле в архее, когда мантия была намного горячее, чем сегодня», — сказала Элизабет Коттрелл, соавтор исследования. По её словам, разницу в уровнях окисления можно объяснить тем, что мантия Земли остывала в течение миллиардов лет и больше не может производить породы с такими низкими уровнями окисления.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, было сосредоточено на группе пород, собранных со дна океана в районе хребта Гаккеля у Северного полюса и Юго-Западного Индоокеанского хребта. Эти породы демонстрировали признаки экстремального плавления в условиях очень низкого окисления. Моделирование показало, что такие свойства могли быть вызваны плавлением при чрезвычайно высоких температурах и давлениях, характерных для архейского эона (2,5–4 млрд лет назад). Это указывает на то, что породы представляют собой «геологические капсулы времени» из архея, сохранившие свой химический состав.