В мантии Земли скрываются «пятна» древнего вещества и геохимические аномалии, выяснили российские ученые.
До недавнего времени считалось, что нижняя мантия Земли — это однообразный минералогический «слоеный пирог», простирающийся от глубины в 660 километров до самого ядра. Однако новое исследование, проведённое в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ), радикально меняет это представление.
Ученые лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова проанализировали включения минерала CaSiO₃ в природных алмазах из района Джуина (Бразилия), и выяснили, что он представлен не одним, а двумя различными минералами — дейвмаоитом и брейитом. Первый формируется в глубокой части нижней мантии, второй — ближе к переходной зоне между верхней и нижней мантией.
Это открытие не только указывает на минералогическое разнообразие, ранее неизвестное на таких глубинах, но и выявляет сложную картину химических и структурных неоднородностей в недрах нашей планеты.
Например, зерна другого ключевого минерала мантии — ферропериклаза — оказались существенно различными в одном и том же алмазе: одни содержат больше никеля и меньше железа, другие — наоборот. Это говорит о том, что они образовались в разных условиях и на разных глубинах.
Мы, по сути, заглянули в карман времени. Эти участки мантии могут быть остатками первичного вещества Земли или же представлять собой фрагменты литосферы, погрузившиеся до самых глубин.
- Феликс Каминский, один из авторов статьи, доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН
Кроме того, ученые зафиксировали резкие колебания изотопного состава и соотношений элементов (например, Rb/Sr, Sm/Nd) даже в пределах одного кристалла. Это свидетельствует о существовании геохимической неоднородности на микроскопических масштабах — феномене, который ранее не учитывался при моделировании процессов в мантии.
Результаты работы опубликованы в журнале Geochemistry International. Исследование поддержано Министерством науки и высшего образования РФ.
Новые данные помогут по-новому взглянуть на эволюцию мантии, происхождение магматических провинций и, возможно, даже разгадать тайны ранней истории Земли.
Источник: Минобрнауки РФ
