Минералы из Папуа-Новой Гвинеи раскрывают секрет круговорота благородных газов между глубокими недрами Земли и атмосферой

Новое исследование Сюзанны Болдуин и Джайешкумара Даса проливает свет на то, как атмосферные благородные газы, в частности аргон и неон, циркулируют с поверхности в мантию Земли и обратно. Их работа «Atmospheric Ar and Ne returned from mantle depths to the Earth's surface via forearc recycling» опубликована в раннем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Учёные обнаружили, что минералы, поднявшиеся на поверхность в Папуа-Новой Гвинее, образовались около 8 миллионов лет назад на глубинах более 90 км в условиях сверхвысокого давления. Анализ изотопного состава аргона и неона, захваченных этими минералами при кристаллизации, показал, что их источником послужили атмосферные газы. Это доказывает, что атмосферные газы были поглощены в мантию в процессе субдукции — когда одна литосферная плита погружается под другую. Впоследствии, когда минералы возвращаются к поверхности в форландах (преддуговых областях) зон субдукции, они разрушаются, высвобождая газы обратно в атмосферу.

Это открытие важно, поскольку благородные газы, такие как аргон и неон, химически инертны и являются отличными геохимическими трассерами. Они помогают понять эволюцию Земли и её атмосферы. Исследование документирует самый молодой из известных примеров эксгумированных пород сверхвысокого давления и подтверждает существование полного цикла рециркуляции атмосферных газов через глубокие недра планеты.

«Мы ожидали обнаружить в минералах мантийные аргон и неон, — говорит Джайешкумар Дас. — Но мы выяснили, что в них захвачен именно атмосферный аргон и неон», — добавляет Сюзанна Болдуин. Это прямое свидетельство того, что атмосферные газы были доступны на мантийных глубинах в момент кристаллизации минералов.