Микроскопично късче от древна магма променя историята на земната тектоника

Петънце от магма, обвито от мехур с дебелина по-малка от човешки косъм беше открито в Южна Африка. Това малко късче древна магма, може да върне часовника на първия бавен танц на скалните плочи, съставляващи външната обвивка Земята.

Химикалите открити вътре в това малко петно предполагат така наречената тектоника на плочите, възникнала през първите милиард години от съществуването на Земята.

От 50-те години на миналия век на учените е известно, че земната кора е изградена от гигантски плочи, наречени тектонски плочи, които плават над разтопената мантия на Земята. Тези колосални плочи се срещат в зони на субдукция, където по-леката плоча се плъзга под по-тежката в дълбините на мантията. Потъващата кора, наситена с минерали, събрани от земната повърхност, се разтопява в магма при екстремните налягания и температури на вътрешността на Земята. Учените не са на едно мнение кога точно е започнало това планетарно рециклиране. Прогнозите варират от преди 1 милиард до преди 4 милиарда години.

Сега международен екип от учени е открил, че поглъщането на земната кора вероятно е започнало преди повече от 3,5 милиарда години. Резултатите от тяхното проучване бяха публикувани в списание Nature.

„Тектониката на плочите може да е основният процес на Земята, който я прави различна от другите планети в нашата Слънчева система и който може да е доста важен за изучаването на живота на Земята“, заявява Александър Соболев, водещ автор на статията и геохимик от университета в Гренобъл, Франция.

Микроскопичното зърно от охладена магма в основата на тяхното откритие е лежало непокътнато повече от 3.3 милиарда години, защитено от кристалната „гробница“ от оливин и останало непроменено от заобикалящата го среда. Това е капсула на времето достигнала до нас от един от най-ранните еони в историята на Земята.

Кристалът оливин, не по-голям от пясъчно зърно, е открит в скала наречена коматит, кръстена на река Комати в Южна Африка, където са открити такива скали. Те се образуват, когато изключително горещи струи магма се издигат от мантията до земната повърхност (след като магмата достигне земната повърхност, тя се нарича лава). Тези редки скали са изключително ценни за геолозите, защото дават поглед върху ранните условия на земната мантия.

За да изучат микроскопичното парченце магма, Соболев и неговият екип са разтопили кристалите овалин, като са ги нагрели до повече от 1500 градуса по Целзий и след това бързо са ги охладили в ледена вода. След това те използвали най-съвременните инструменти, за да измерят химическия състав на стъклената магма и да определят нейния произход.

Изследователите откриват, че магмата съдържа редица подписи на погълната океанска кора, включително високи концентрации на вода и хлор и ниски нива на деутерий (тежка версия на водород). Те стигат до извода, че магмата е възникнала в разтопените останки от древно океанско морско дъно.

„Ако това е така, това означава много“, казва Соболев. „Това означава, че променената от морската вода кора от повърхността е слязла в мантията преди близо 3.3 милиарда години. Тъй като всички тези процеси са бавни, можете да очаквате това от момента, когато този източник се е спуснал до точката, където е достигнал повърхността отново, това е отнело между 100 и 200 милиона години. Това означава, че този процес е започнал в рамките на първите милиард години от историята на Земята“.