Nature Communications: Земля начала втягивать поверхность в мантию 3,6 млрд лет назад

Раннюю Землю долго представляли как планету, где поверхность и глубинные слои существовали практически отдельно друг от друга. Субдукция, при которой океаническая кора погружается в мантию, считалась относительно поздним процессом.

Сверхгорячие лавы архея

Новые данные ставят это представление под сомнение. Исследователи обратили внимание на коматииты — редкие вулканические породы, образовавшиеся при температурах свыше 1600 °C. Такие лавы сегодня практически не формируются.

Большинство образцов относится к архейскому периоду, когда Земля была значительно горячее. Эти породы сохранили химические следы взаимодействия поверхности и глубинных слоёв.

Аномалии изотопов калия

Исследование, проведённое группой Чжэн-Ю Луна из Парижского института физики Земли (IPGP) и опубликованное в Nature Communications, включало анализ 50 образцов из разных регионов мира.

Учёные обнаружили необычно высокий уровень тяжёлого калия, который трудно объяснить обычными геологическими процессами. Даже загрязнение коры и выветривание не дают подобных результатов.

Как поверхность попадала в мантию

Наиболее вероятным объяснением стала ранняя субдукция. Погружающиеся океанические плиты могли уносить воду и химические элементы в глубину, где при нагреве происходило их перераспределение.

Эти процессы влияли на состав мантии, создавая локальные зоны с изменённым соотношением изотопов калия. Именно такие сигналы зафиксированы в коматиитах.

Ранняя «переработка» планеты

Моделирование показывает, что переработанный материал мог достигать глубин переходной зоны мантии на уровне 400–660 километров. Затем он частично возвращался на поверхность через магматические потоки.

Таким образом, уже более 3,6 млрд лет назад Земля могла активно «перерабатывать» собственную поверхность, вовлекая воду и вещества в глубинные процессы. Это указывает на раннее формирование планетарного круговорота веществ.

Полученные данные дают новый способ изучения древних пород: изотопы калия могут стать индикатором первых этапов взаимодействия поверхности и мантии Земли.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.