Только самые горячие и плавучие мантийные плюмы черпают из первозданного резервуара в глубинах Земли

Ученые установили, что только самые горячие и плавучие мантийные плюмы, питающие вулканические горячие точки, способны поднимать к поверхности древнее вещество из глубинного первозданного резервуара Земли. Это вещество содержит гелий-3 (He-3), реликт, образовавшийся во время Большого взрыва и в звездах. Исследование, объединившее данные сейсмологии и геохимии за 35 лет, опубликовано в журнале Nature.

Это открытие важно, поскольку объясняет, как древний резервуар мог сохраниться в хаотично конвектирующей мантии на протяжении 4.5 миллиардов лет. Корреляция между высоким соотношением He-3/He-4, низкой скоростью сейсмических волн (указывающей на высокую температуру) и высоким плавучим потоком горячих точек подтверждает, что плотный древний материал выносится только самыми мощными термохимическими восходящими потоками. Это меняет подход к изучению геохимических вариаций горячих точек.

«Мы обнаружили, что чем выше плавучий поток горячей точки, тем больше расплава она производит и тем вероятнее в ней высокое соотношение He-3/4», — пояснил геохимист Мэтью Джексон. Объяснение, по словам ученых, заключается в высокой плотности первозданного резервуара, которую могут преодолеть лишь самые горячие и плавучие плюмы, такие как под Гавайями, Галапагосскими островами, Самоа, островом Пасхи и Исландией.