823
Невеликий уламок породи зі сходу Папуа-Нової Гвінеї, який колись занурився на глибину понад 90 кілометрів у надра планети, повернувся на поверхню з тепловою історією, що не вписується в сучасні моделі. Про це повідомляє ScienceAlert.
За оцінками геологів, приблизно 4,4 мільйона років тому ця порода була втягнута в зону субдукції та почала «подорож» у глиб Землі. На глибині близько 45 кілометрів вона нагрілася до приблизно 700 °C, що суттєво вище за те, що прогнозують моделі для таких умов. Однак, коли порода опинилася глибше ніж 90 кілометрів, її температура зросла лише ще на близько 100 °C.
«Ця порода цікава тим, що фіксує дві дуже різні термальні умови на різних етапах свого перебування в глибинах Землі», — пояснює геолог Аксель Шмітт (Axel Schmitt) з Університету Кертін в Австралії. За його словами, на глибині близько 45 кілометрів порода була несподівано гарячою, а далі, на більших глибинах, опинилася в середовищі, холоднішому, ніж очікується для таких глибин.
Як порода розповіла про свою глибоку подорож
Н незвичний зразок був зібраний на острові Гудінаф. Він належить до еклогітів — порід, що формуються за дуже високого тиску. Аналіз показав, що цей еклогіт був занурений більш ніж на 90 кілометрів у зоні субдукції, де одна тектонічна плита занурюється під іншу.
Ключ до цієї глибини — мінерал коесит. Він утворюється лише за тисків, характерних для таких або ще більших глибин. Інший мінерал, циркон, допоміг визначити час, коли порода зазнала цих екстремальних умов. У цьому випадку коесит, імовірно, сформувався близько 4,4 мільйона років тому, коли порода перебувала глибоко всередині Землі.
Реконструюючи історію тиску і температури, дослідники побачили, що на відносно невеликій глибині порода була значно гарячішою, ніж передбачають моделі, а на більшій глибині — навпаки, холоднішою. Перший автор роботи, геонауковець Ян Шьоніг (Jan Schönig) з Університету Ґеттінгена в Німеччині, зазначає, що така картина «суперечить нашим поточним термальним моделям субдукційних зон».
Чому це суперечить моделям субдукції
У класичному уявленні субдукційні зони занурюють відносно холодну кору в гарячіші, більш глибокі шари. Оскільки нагрівання відбувається не миттєво, глибоко занурені породи часто залишаються холоднішими за навколишнє середовище. Тобто очікується, що з глибиною температура зростатиме більш-менш послідовно.
Порода з Папуа-Нової Гвінеї демонструє протилежну картину: тепліший початок занурення і холодніший етап на більшій глибині. Це змушує переглянути уявлення про те, як розподіляється тепло в зонах субдукції.
Шмітт припускає, що одна з можливих причин — інтенсивне зсувне тертя в місці контакту тектонічних плит. Таке зсувне деформування може додатково нагрівати породи на відносно невеликих глибинах, роблячи їх гарячішими, ніж передбачають стандартні моделі.
Інше пояснення полягає в тому, що сама субдукційна система може бути відносно молодою і ще не встигла «охолонути» до температур, які геофізики очікують бачити на більших глибинах. У такому разі термальна структура зони субдукції ще перебуває в процесі формування.
Що це означає для розуміння надр Землі
Автори роботи наголошують, що їхні результати свідчать: теплова будова субдукційних зон може бути значно складнішою, ніж вважалося. Це важливо для розуміння того, як протягом мільйонів і мільярдів років працює субдукція — один із ключових процесів, що формує обличчя планети.
Знання про те, як змінюється температура з глибиною, допомагає будувати точніші моделі умов, у яких відбуваються глибинні геохімічні реакції, плавлення порід і зародження магми. Саме ці процеси зрештою впливають на вулканізм, формування гір і перерозподіл речовини між мантією та корою.
Дослідники підкреслюють, що навіть один невеликий уламок породи може дати цінні підказки про будову «великої скелі», на якій ми живемо. Робота опублікована в журналі Nature Geoscience.
Незвична порода з Папуа-Нової Гвінеї зруйнувала моделі температур Землі з’явилася спочатку на Цікавості.
