Древние вулканы раскрывают секреты переработки земной коры

Древние вулканы, возраст которых исчисляется миллиардами лет, могут дать новое понимание того, как перерабатывается поверхность Земли. К такому выводу пришли учёные из Университета Сент-Эндрюс. Их исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, раскрывает судьбу древней коры и может помочь решить загадку связи между поверхностью Земли и её мантией.

В зонах субдукции, где сталкиваются тектонические плиты, материал коры погружается в глубокую мантию. Одна из ключевых задач наук о Земле — понять, что происходит с этой корой и как долго она там остаётся. Следы этого древнего материала геологи находят в лаве некоторых вулканов. До сих пор основное внимание уделялось океаническим островам, но их история слишком коротка в масштабах 4 миллиардов лет. Команда из Сент-Эндрюс исследовала щелочные магмы, извергавшиеся в континентальных рифтах, подобных современному Восточно-Африканскому разлому. Эти породы, имея необычный химический состав, встречаются на протяжении всей геологической летописи.

Учёные сосредоточились на щелочной провинции в юго-западной Гренландии, используя передовые изотопные методы для химического «опознания» древнего корового материала в источнике магм. Совместив полевые работы с тщательным химическим анализом, команда показала, что эти магмы извлекали древнюю кору, субдуцированную в мантию за 500 миллионов лет до начала извержений. Собрав глобальные данные, исследователи обнаружили, что подавляющее большинство щелочных магм содержит в своём источнике переработанный коровый компонент.

Ведущий автор работы доктор Уилл Хатчисон отметил: «Наш ключевой результат — высокая изменчивость изотопов щелочных магм, что говорит об изменении их переработанных коровых источников с геологическим временем. Эти уникальные породы представляют собой чрезвычайно мощную летопись переработки коры за более чем два миллиарда лет. Сопоставление магматических и осадочных изотопных записей может позволить понять, как изменяющийся вклад коры связан с вулканической активностью, и в конечном итоге лучше понять судьбу тектонических плит в глубинах Земли».