Вулканы островных дуг выбрасывают смесь вещества из мантии и коры Земли

Новое исследование Вашингтонского университета показывает, что распространённый тип вулканов — островодужные — извергает не только расплавленную породу из мантии, но и содержит элементы, указывающие на более сложный процесс вовлечения материала из погружающейся плиты земной коры. Исследование опубликовано на неделе 13 июня в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Хотя извергаемый базальт образуется из мантии, его магниевая подпись оказалась очень похожей на материал коры. Это противоречит устоявшемуся мнению о глобальной однородности мантии по изотопному составу магния. Учёные проанализировали образцы из неактивного вулкана на острове Мартиника в Карибском море — регионе, где океаническая плита медленно погружается под континентальную. Такой процесс создаёт островодужные вулканы, к которым относятся и вулканы «Огненного кольца» Тихого океана.

Авторы предполагают, что на больших глубинах богатая магнием вода «выжимается» из пород океанической коры. По мере движения эта жидкость, подобно фильтру, переносит частицы магния из коры в мантию непосредственно под зоной субдукции. Это открытие важно для понимания глобального цикла углерода, так как помогает выяснить, какая часть углеродистых осадков с поверхности уносится вглубь Земли, а какая соскабливается с погружающейся плиты и возвращается в атмосферу.

«Большинство считает, что вы добавляете либо коровые, либо мантийные материалы в твёрдом виде. Здесь же мы думаем, что магний был добавлен жидкостью», — пояснил ведущий автор исследования, доцент Фан-Чжэнь Тэн. Понимание того, как флюиды перемещаются в недрах, может помочь в изучении процессов вулканизма и глубоких землетрясений в зонах субдукции.