Изотопы урана раскрывают возраст и происхождение вулканических пород

Новое исследование глобального цикла изотопов урана, опубликованное в журнале Nature, дает дополнительные данные для дискуссии об эволюции Земли. Ученые использовали специфический «отпечаток» — соотношение долгоживущих изотопов урана-238 и урана-235 — чтобы проследить перемещение урана с поверхности в недра планеты через процесс субдукции.

Исследование показывает, что базальты срединно-океанических хребтов (MORB), образующиеся из хорошо перемешанной верхней мантии, имеют более высокое соотношение ²³⁸U/²³⁵U по сравнению с метеоритами и океаническими островными базальтами (например, с Гавайев). Это указывает, что MORB содержат уран, ранее находившийся в океанической коре и погруженный в мантию через субдукцию. Ключевую роль в этом процессе сыграло окисление океанов. Только после второго значительного повышения уровня кислорода в атмосфере около 600 миллионов лет назад глубокий океан стал полностью окисленным, что позволило океанической коре обогатиться ураном-238 и получить этот характерный изотопный «отпечаток».

«Важный результат этого исследования — демонстрация того, как изменяющиеся условия на поверхности Земли повлияли на состав ее глубоких недр. Наши данные говорят о том, что за последние 600 миллионов лет уран мобилизовался с поверхности, транспортировался в недра и распределялся в мантии», — объясняет геохимик Мортен Андерсен из ETH Zurich. Это фундаментальное исследование открывает новые перспективы для изучения ранней истории Земли и в будущем может быть использовано для поиска урановых месторождений.