Аннотация:
Исследовательская группа проанализировала кусок эклогита, собранный на острове Гуднаф в Папуа-Новой Гвинее, и реконструировала процесс его погружения вместе с погружающейся плитой около 4,4 миллиона лет назад, проникновения глубоко в мантию и затем возвращения на поверхность. Гранат в камне окружен крошечным коэситом. Для формирования этого минерала требуется чрезвычайно высокое давление, что доказывает, что порода опустилась на глубину не менее 90 километров; местная температура оценивается примерно в 800 градусов по Цельсию.
Температурный рекорд, оставленный породами, показывает, что геотермический градиент на ранних стадиях субдукции был выше, чем ожидалось современными моделями: на глубине около 45 километров температура достигла около 700 градусов Цельсия, что всего лишь примерно на 100 градусов Цельсия ниже, чем на глубине 90 километров. Исследователи полагают, что тепловое состояние, в котором испытывают камни, когда они погружаются, сначала относительно горячее, а затем переходит в относительно холодную среду субдукции; «холод» здесь означает, что температура, соответствующая единице глубины, ниже, а не означает, что температура породы становится ниже по мере ее углубления. В исследовании также предполагается, что в более поздний период скорость вертикального пикирования может превысить 60 миллиметров в год.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Earth Science. Команда проследила эволюцию давления и температуры этой породы, анализируя минеральные включения в гранате, условия температуры и давления, а также возраст циркона, урана и свинца. Образец был собран еще в 2003 году во время научной экспедиции. С помощью последующих методов анализа исследователи смогли более детально восстановить его подземный путь.
Исследовательская группа предложила два возможных объяснения: трение сдвига, вызванное скольжением границ плит, может сделать неглубокую часть субдукции более горячей, чем предполагалось ранее; возможно также, что эта более молодая зона субдукции еще не достигла стабильной стадии и, следовательно, еще не остыла до температуры, предсказанной моделью зрелой зоны субдукции. Эти два фактора могут действовать одновременно. Пока это остаются объяснительными гипотезами.
Зоны субдукции являются важными областями сильных землетрясений и вулканической активности. Они также приносят углерод и другие материалы в мантию и участвуют в долгосрочном углеродном цикле Земли. Исследователи отметили, что эта порода показывает, что пиковой температуры и давления, когда формировалась глубокая порода, может быть недостаточно для восстановления предыдущего процесса погружения; Ожидается, что более полные данные о термической истории помогут улучшить модели землетрясений, вулканической активности и геохимических циклов.
Комментарии