Загадочные «сгустки» в мантии Земли оказались не тем, чем считались: что выяснили ученые

Ученые заявили о том, что лава, которая извергается по всему миру, может происходить из одного и того же древнего предка, который находится глубоко в среднем слое Земли. Это указывает на то, что эта лава более однородна, чем считалось, сообщает Live Science.

Вероятно, лава похожа не на рагу из горных пород, а на смешанный коктейль. «Это говорит нам о том, что мантия, вероятно, намного проще, чем мы изначально думали», — сказал Маттис Смит, ученый-геолог из Университета Британской Колумбии.

По его словам, структуры, которые наблюдаются внутри мантии, могут быть не признаками разных типов горных пород, а скорее разницей температур в породах одного и того же типа.

В ходе исследования ученые изучили горячие точки лавы, которые возникают из струй, которые поднимаются из глубинной мантии Земли и извергаются вулканами на поверхности планеты. К таким горячим точкам можно отнести Самоа, Исландию, Гавайи.

Лавы, которые извергаются в горячих точках по всему миру, различаются по содержанию следовых элементов. Обычно ученые интерпретировали это как то, что мантия имеет множество отдельных резервуаров различных пород, которые не смешиваются или смешиваются медленно. Но компьютерное моделирование показало, что этот слой, вероятно, смешивается довольно эффективно. И если это так, то все лавы начинаются одинаково нижней мантии, но различаются по мере подъема через верхнюю мантию.

Заглянуть в нижнюю мантию напрямую невозможно, но горячие точки лавы содержат химические сигнатуры, которые могут рассказать об их истории. Смит и его коллеги изучали концентрации лавы трех элементов — никеля, ниобия и хрома. Эти элементы ведут себя по-разному, когда расплавы поднимаются и изменяются по пути к поверхности: никель имеет тенденцию включаться в кристаллы, поэтому жидкие части расплава имеют все более низкие концентрации никеля по мере того, как расплав претерпевает больше изменений. Хром ведет себя так же, но в другие временные промежутки, а ниобий остается в жидком состоянии. Рассматривая пропорции этих различных элементов, исследователи могли сказать, какие лавы претерпели больше всего изменений от своего первоначального источника, а какие были ближе к этой предковой мантийной магме.

В горячих точках лавы по всему миру ученые увидели одни и те же тенденции в изменении этих элементов. Результаты показали, что лавы по всему миру отличаются не потому, что они происходят из разных источников, а потому, что они меняются по мере подъема через различные породы в верхней мантии и коре.

Ученые до сих пор не пришли к единому мнению относительно состава мантии. Существуют странные структуры вблизи границы ядра и мантии, называемые большими провинциями с низкой скоростью сдвига (LLVP), где сейсмические волны от землетрясений движутся необычно медленно. Некоторые ученые считают, что эти структуры могут быть остатками древних космических камней, которые падали на Землю вскоре после ее образования. Или же они могут быть материалом из древней земной коры, задвинутым вглубь субдукционными тектоническими плитами.

LLVP связаны с восходящими мантийными плюмами, которые в конечном итоге производят горячие точки лавы. Новое исследование может указывать на то, что все существующие объяснения все усложняют. Эти странные структуры могут иметь такой же состав, как и остальная часть мантии. Отличается лишь их температура.

Ранее ученые заявили о том, что смогли раскрыть секрет того, почему гора Эверест так резко выделяется на фоне других гор Гималаев. По их словам, в этом задействовано «пиратство», на которое может приходиться до 50 метров высоты горы.