Новое открытие может заставить ученых пересмотреть химический состав мантии Земли

Исследователи из Университета Нотр-Дам обнаружили, что химический состав магмы, образовавшей древние карбонатиты в Ока (Квебек), аналогичен составу лавы единственного активного карбонатитового вулкана Ол-Доиньо-Ленгаи в Танзании. Это открытие ставит под сомнение текущие представления о химическом составе мантии Земли.

Карбонатиты — редкий тип магматических пород, состоящих в основном из карбоната кальция (CaCO₃). Они имеют уникальное обогащение такими элементами, как ниобий и редкоземельные металлы. Ранее считалось, что богатые натрием и калием магмы вулкана Ол-Доиньо-Ленгаи уникальны, поскольку все остальные карбонатиты в мире богаты кальцием. Исследование включений расплава в кристаллах магнетита (Fe₃O₄) из комплекса Ока показало, что их химический состав также является щелочным.

Это открытие имеет важные последствия для понимания химических процессов в мантии Земли на протяжении геологического времени. Оно указывает на то, что в областях мантии, где формируются карбонатитовые расплавы, может содержаться больше щелочных элементов, чем предполагалось. Помимо фундаментального значения, работа важна для прикладных областей, поскольку карбонатиты критически важны для производства сверхпроводников, электроники и вычислительной техники.

«Мы не учитываем достаточное количество щелочей в области мантии, где формируются карбонатитовые расплавы», — отметил один из авторов исследования, доцент Антонио Симонетти. Исследование было выполнено путем анализа химического состава микронных включений расплава в кристаллах магнетита, что является мощным инструментом для определения состава исходной магмы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.