Recikliranje: Jednom plašt i natrag

Polinezijski vulkan otkopava ostatke prapovijesne kore stare 2, 45 milijardi godina

Tanki presjek lava uključenja pod mikroskopom © JMD Day
čitati naglas

Lava polinezijskog vulkana pruža nove uvide u najmoćniji ciklus recikliranja na planeti: transport kamenih stijena u dubinu plašta i natrag. Što se događa s ovom stijenom, do sada je bilo nejasno. Sitne inkluzije u vulkanskoj lavi sada pokazuju da je bivša stijena kruta ostala u zemaljskom plaštu više od 2, 45 milijardi godina prije nego što je ponovo otkrivena. Teško se miješa s materijalima o plaštu, o čemu je izvijestio međunarodni istraživački tim u časopisu "Nature".

{1l}

Mjesto zločina Zona subdukcije: Na tim spojevima između oceanske i kontinentalne kore - na primjer, na zapadnoj obali Južne Amerike - na stijenu djeluju moćne sile. Guraju se sudarajuće ploče kora jedan preko drugoga i guraju stijenu oceanske ploče dolje u plašt. Pritiskom i vrućinom, stijena se tamo topi. "Međutim, nepoznata je sudbina ovog pokorenog materijala u Zemljinom plaštu", objašnjavaju Rita Cabral sa Sveučilišta u Bostonu i njezine kolege. Međutim, ranije istrage pokazale su da se potopljena stijena može samo djelomično pomiješati s materijalom školjke. Jer, ovo je sve samo homogeno u kemijskom smislu i u pogledu njegove raspodjele izotopa.

Sitni uključci kao očevici

A postojala je još jedna naznaka o smještaju starog materijala iz krunice: U lavi nekih vulkana uvijek je bilo inkluzija koji su u svom sastavu više ličili na kamen iz kruga nego na školjku. Ali analize tih uključenja došle su do kontradiktornih rezultata. Jedna od vatrenih planina, u čijim su ostacima pronađene potencijalne kore u lavi, je vulkanski otok Mangaia. Pripada polinezijskim otocima Kuka i sastoji se u velikom dijelu bazaltne lave, naslaga vulkanskih stijena koji su se ovdje akumulirali u posljednjih gotovo 20 milijuna godina.

Cabral i njezini kolege ponovno su uzorkovali ovu stijenu lave i tražili su inkluzije koje su možda sačuvale minerale iz starih stijena. "Ispitali smo tisuće fragmenata olivina iz nekoliko kilograma stijene pojedinačno pod mikroskopom", izvijestili su istraživači. Jer su tražili inkluzije sumpornih spojeva koji su bili dovoljno veliki da izvrše svoje analize. Sa samo dva zrna konačno su ga našli. prikaz

Istraživači su sada ispitali sadrže li ta zrna izotop sumpora-33. Jer je ova vrsta atoma nastala tek u prvim danima Zemlje u stijeni. U to vrijeme nije postojao ozon i jedva da je bilo koji kisik u atmosferi i ultraljubičasto zračenje moglo nesmetano prodirati do površine planeta. Prije otprilike 2, 45 milijardi godina, ovaj se proces zaustavio, jer se tada sadržaj kisika i ozona u atmosferi naglo povećao, a UV svjetlo je zarobilo.

Groblje za iskonsku kore

Analiza je pokazala da lava iz Mangaije zapravo sadrži tragove ovog prvobitnog izotopa sumpora. Budući da se ova vrsta atoma formirala samo na Zemljinoj površini prije tada, lava se ne može sastojati samo od normalnih stijena od plašta. Mora sadržavati dijelove stare zemljine kore koji su potonuli u dubini. I koliko je ovaj ciklus recikliranja trajao od subdukcije do ponovnog izbijanja na zemljinu površinu, sada bi istraživači mogli prvi put jasno odrediti. Tijekom više od 2, 45 milijardi godina, ostaci vulkana mangrova ponovo su ostali u dubinama. "Donji plašt mogao bi biti svojevrsno groblje za potkopane pretpovijesne kore", nagađaju.

Rezultat također pokazuje da se kristalna stijena gurnuta u dubine zona subdukcije potpuno ne otapa u plaštu i miješa se, ali ostaje gotovo ne miješana tijekom vrlo dugih vremenskih razdoblja. Ovo objašnjava kemijske heterogenosti u Zemljinom plaštu i istodobno osigurava da neke kemijske karakteristike ostataka kore nadžive proces geološkog recikliranja. Na primjer, iz tih idiosinkrazija, istraživači su zaključili da ostaci mangaje vjerojatno nekada pripadaju morskom dnu u blizini hidrotermalnih otvora. (Nature, 2013; doi: 10.1038 / nature12020)

(Priroda, 25.04.2013. - NPO)