Исследование проливает свет на раннюю мантию Земли

Международная группа исследователей во главе с учёными из Бостонского университета обнаружила свидетельства того, что материал, содержащийся в молодых океанических лавах, имеет поверхностное происхождение и попал в мантию в архее (>2.45 миллиарда лет назад). Это открытие помогает определить время начала тектоники плит, объясняет происхождение части химической неоднородности мантии Земли и может пролить свет на то, как хаотично конвектирующая мантия могла сохранять такой материал так долго.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, основано на анализе изотопов серы. Сигнатуры масс-независимого фракционирования (MIF) изотопов серы генерировались исключительно фотохимическими реакциями в атмосфере до примерно 2.5 миллиарда лет назад. Учёные обнаружили такие сигнатуры MIF в сульфидах внутри оливина из относительно молодых (20 млн лет) океанических базальтов (OIB) острова Мангаиа (острова Кука, Полинезия). Это доказывает, что материал, некогда находившийся на поверхности Земли, был поглощён в зоне субдукции, переработан в мантии и извергнут на молодом океаническом острове.

«Обнаружение изотопов MIF-S в этих молодых океанических лавах предполагает, что сера — вероятно, из гидротермально изменённой океанической коры — была субдуцирована в мантию более 2.5 миллиарда лет назад и возвращена в источник магмы лав Мангаиа», — поясняет ведущий автор работы Рикардо Кабрал. Данные также дополняют ранее полученные свидетельства рециклинга серы из древних осадочных материалов в субконтинентальную литосферную мантию, обнаруженные во включениях в алмазах.