Откриха „загубен” пласт на мантията

Общоприетата теория гласи: Земята е възникнала преди около 4,5 млрд. години от околослънчевия газово-прахов диск, където отначало са се образували малки частички.

Те на свой ред, сблъсквайки се една с друга, постепенно са нараствали, изстивали са и са се превръщали в планети.

Тази гледна точка се подкрепя от безброй изчисления, модели и наблюдения на геолози. Но една тайна все пак остава – ако Земята е възникнала от сблъсък на малки тела, нейният състав трябва да напомня този на съвременните малки тела.

По неизвестна причина в земната мантия има много малко олово в сравнение с неговото съдържание в метеоритите. Някъде трябва да има „резервоар” с олово, но досега не е откриван такъв.

Крачка към разгадаването на мистерията направили в Масачузетския технологичен институт (МIT), където открили нещо като „таен поток” материал в земната мантия – във формата на необичайно плътни породи с високо съдържание на олово, които кристализират под островните дъги, тоест близо до вулкани, издигащи се на границата на литосферните плочи.

В резултат на сблъсък на две тектонски плочи едната се подпъхва под другата и материалът от кората потъва в мантията. В същото време разтопеният материал от мантията се повдига към кората и се изхвърля на повърхността на Земята от вулканите.

Според наблюденията и изчисленията на специалистите от МIT до 70% от тази надигаща се магма кристализира в споменатите плътни породи с високо съдържание на олово, които потъват обратно в мантията. Ако се отчитат те, съставът на мантията напомня този на метеоритите.

Вероятно ще кажете, че е невъзможно да се определи съставът на материал, който лежи на дълбочина 40-50 км и се спуска обратно в мантията. Наистина, той е недосегаем за обичайните методи за събиране на проби.

Но има едно (единствено!) място на Земята, където материал от такава дълбочина е излязъл на повърхността – това е Кохистанската дъга в Северен Пакистан, където преди 40 млн. години са се сблъскали Индия и Азия. Когато в нея се врязала Индийската плоча, островната дъга се разширила и обърнала. В ръцете на учените се озовал уникален срез от прехода на мантията към кората.

От 2000 до 2007 г. водещият автор на изследването Оливър Ягуц извършил няколко пътувания до Пакистан и взел няколко образеца от кората на дъгата и мантията. Лабораторният анализ показал сред тях породи с по-висока плътност от тази на мантията. Те би трябвало да потъват и да създават въпросния потаен пласт.

Изяснило се също, че в по-плътните породи има повече олово в сравнение с уран, освен това отношението на елементите съвпада с предсказанието за „пропадналия” резервоар.

Прости изчисления, основани на закона за съхранението на масата и състава на местните породи, позволил да се определи какво количество материал, повдигащ се от мантията, трябва да пада обратно (масата на Кохистанската дъга минус потъналия материал трябва да се равнява на масата на материала, освободен от мантията). Ето така били получени въпросните 70%.

Тези резултати били приложени и към други дъги. Оказало се, че количеството и съставът на материала, потъващ обратно в мантията в планетарен мащаб, съответстват на предположенията за „скрития” резервоар.

Нашата Земя наистина в определен смисъл е създадена от голямо количество малки тела.

Резултатите от изследването са публикувани в сп. Earth and Planetary Science Letters.

Източник: MIT News