Источник: Квинслендский технологический университет (Queensland University of Technology)
(sciencedaily.com) – Геолог из Квинслендского технологического университета опубликовал новую теорию термической эволюции Земли миллиарды лет назад, которая объясняет, почему алмазы сформировались как драгоценные камни, а не просто как куски обычного графита.
В исследовании, опубликованном в журнале Chemical Geology (Химическая геология), ученые изучали уровни окиси магния в тысячах вулканических пород, которым по меньшей мере 2,5 тыс. лет и которые были собраны по всему миру.
Профессор Болз Кэмбер (Balz Kamber) из Школы геологии Земли, окружающей среды и биологических наук (Earth, Environmental and Biological Sciences School) КТУ, провел исследование в соавторстве с профессором Эммой Томлинсон (Emma Tomlinson) из Отделения геологии Тринити-колледжа (Trinity College) Дублина. В исследовании оспаривается распространенная теория эволюции Земли и дается объяснение тому, почему мантия Земли была достаточно холодной для формирования алмазов в архейскую эру примерно 4 млрд – 2,5 млрд лет назад.
Профессор Кэмбер сказал, что анализ уровней окиси магния в образцах пород времен архейской эры противоречит распространенным представлениям о том, что мантия Земли была гораздо более горячей, чем в настоящее время.
«Мы считаем фактом то, что Земля тогда выделяла намного больше тепла, в три-два с половиной раза больше», - сказал профессор Кэмбер.
Преобладающая теория, существующая среди петрологов, изучающих происхождение, структуру и состав пород, заключается в том, что вся мантия Земли была значительно горячее до периода 2,5 млрд лет назад.
Но анализ, проведенный профессором Кэмбером, показывает, что эта преобладающая теория верна лишь отчасти. Он сказал, что, хотя нижняя мантия была значительно горячее, верхняя мантия, представляющая собой слой глубиной до 670 км, был не горячее, чем в настоящее время.
«Именно верхняя мантия имеет значение, потому что вулканические породы, которые мы наблюдаем, происходят из верхней мантии», - сказал профессор Кэмбер.
Для объяснения теории профессор Кэмбер использует аналогию со случаем, когда кто-то пытается нагреть свою спальню зимой, включив нагреватель, но не закрыв окна.
«Вы можете подавать сколько угодна тепла, но теплее не станет», - сказал он.
«Поэтому нас на самом деле интересует, не сколько тепла мы создаем, а насколько тепло было в недрах земли.
«Предполагалось: больше тепла, следовательно, горячее. Но то, что мы показываем, – больше тепла, но не горячее»,- добавил он.
«Земля выделяла больше тепла, но также избавлялась от него, открывая больше окон, если можно сказать», - продолжил он.
Эта теория базируется на свидетельстве, которое хранится в древних породах в их уровне окиси магния. Профессор Кэмбер сказал, что уровни окиси магния в огромном большинстве образцов породы, взятые в то время, аналогичны современным лавам, что говорило о том, что температуры были аналогичными.
«Экспериментаторы могут воссоздать условия, которые ведут к расплавлению мантии, - сказал профессор Кэмбер. – И эти эксперименты говорят нам, без сомнения, что чем горячее мантия, когда она плавится, тем больше магния в расплаве».
«Мы предполагали, что найдем больше магния в старых породах по сравнению с нынешними».
«Есть породы, которые содержат больше магния, но они происходят не из верхней мантии».
Теория холодной верхней мантии помогает объяснить образование алмазов, большинство из которых сформировались в этот период времени и превратились бы в куски графита, если бы верхняя мантия была слишком горячей.
Доклад профессора Кэмбера, показывающий, как свидетельство того, что верхняя мантия была относительно холодной, с тех пор поддержано исследованием, случайно опубликованным несколько дней спустя в журнале AGU100 командой немецких, американских и британских геологов, выдвинувших аналогичную теорию.
Понимание того, что верхняя мантия 2,5 млрд лет назад была намного холоднее, чем раньше считали, также дает ответ на вопрос из другой области, обсуждаемой в течение долгого времени, которая также разделила геологов по вопросу смещения тектонических плит.
Если бы верхняя мантия была гораздо более горячей 2,5 млн лет назад, то океанические плиты были бы толще, и им было бы труднее перемещаться друг под другом.
Новым свидетельством более холодной верхней мантии, которая выбрасывала бы горячие породы из нижележащих слоев мантии вверх к поверхности для выделения тепла, объясняет то, как плиты, движущиеся поверх их, двигались бы быстрее и сталкивались друг с другом.
Профессор Кэмбер сказал, что понимание термической эволюции Земли было критическим для понимания многих аспектов нашей планеты, например, эволюции атмосферы, появления земли, и эволюции жизни.
«Геолог рассматривает нынешнее состояние как аккумулированную историю на протяжении свыше 4 миллиардов лет», - сказал профессор Кэмбер.
«Мы не сможем понять настоящее, если не поймем это путешествие».
