Горячие и бурлящие внутренности Земли по большей части до сих пор остаются загадкой для ученых. Даже на меньших глубинах твердая оболочка нашей планеты содержит множество неизвестных.
Магма глубоко в мантии Земли, которая поднимается, образуя континентальную кору, по своей сути отличается от магмы, просачивающейся из срединно-океанических хребтов. Расплавленный материал, вырывающийся из вулканов на суше, содержит меньше железа, что делает его значительно легче. Это ключ, который позволяет земле плавать над мантией Земли, в то время как океаническая кора образует нижний бассейн.
Однако эксперты могут только догадываться, почему существует эта разница. Теперь основная гипотеза, предполагающая источник вулканической магмы, сформировавшей континентальные коры, подверглась тщательному анализу учеными в США.
В 2018 году исследователи предположили, что обедненная железом природа континентальной коры связана с тем, как тектонические плиты взаимодействуют друг с другом в зонах субдукции. Когда одна плита скользит под другую, утверждали авторы, давление кристаллизует силикатный материал в поднимающейся магме, высасывая при этом железо из расплавленной породы.
Геолог Элизабет Коттрелл из Смитсоновского института не убеждена в этом. По ее словам, для удаления железа посредством кристаллизации силикатов требуется очень высокое давление, а в некоторых частях земной коры, где потоки магмы с дефицитом железа просто не такие толстые.
Симулируя тепло и давление этих зон субдукции в лаборатории, Коттрелл и ее коллега Меган Холикросс, атмосферный ученый из Корнельского университета, измерили уровни железа и оксида железа в моделируемой континентальной коре. Исследование было опубликовано в журнале Science.
Они использовали цилиндр-поршень, который может сжимать крошечные образцы расплавленной породы с интенсивным давлением и температурой, чтобы соответствовать условиям магматических камер в земной коре.
Даже при давлении, в 15 000–30 000 раз превышающем давление земной атмосферы, кристаллы силикатного материала, известного как гранат, не смогли удалить из породы достаточно железа, чтобы объяснить уникальный состав континентальной коры Земли.
Авторы говорят, что кристаллизация граната «вряд ли ответственна» за «тенденцию истощения запасов железа, наблюдаемую в континентальной коре».
«Более вероятно, что условия в мантии Земли под континентальной корой создают эти окисленные условия», — говорит Коттрелл. «Если это не кристаллизация граната в коре, а что-то о том, как магмы поступают из мантии, то что же происходит в мантии?»
Только в этом году ученые с помощью сейсмических волн обнаружили новый слой частично расплавленной породы, скрывающийся глубоко в недрах Земли, что может коренным образом изменить наше представление о том, как мантия извергает магму.
Один из коллег Коттрелла в настоящее время исследует, может ли окисленная сера играть роль в удалении железа из мантийной магмы до ее извержения.
Тайна сохраняется.
По информации https://planet-today.ru/novosti/nauka/item/154899-uchenye-razrushili-osnovnuyu-gipotezu-o-tom-kak-podnyalis-kontinenty
Обозрение "Terra & Comp".
