Впервые у ученых есть доказательства того, что слой глубоко под поверхностью Земли может создавать вулканы.
Слой, известный как переходная зона, скрывается в мантии Земли на расстоянии от 250 до 400 миль (от 400 до 640 километров) под земной корой. Эта зона богата водой, кристаллами и расплавленными породами.
Исследование показало, что эти сверхгорячие материалы могут просачиваться на поверхность с образованием вулканов.
Ученым давно известно, что вулканы всплывают, когда тектонические плиты на поверхности мантии Земли сходятся или когда мантийные перья образуют горячие точки на земной коре, очень похожие на прыщи на лице человека. Но до сих пор, ученые не знали, что переходная зона - область, зажатая между верхней и нижней мантией - была вовлечена, по словам исследователей.
«Мы нашли новый способ создания вулканов», - говорится в заявлении старшего научного сотрудника Эстебана Газеля, доцента кафедры наук о Земле и атмосфере в Корнельском университете. «Это первый раз, когда мы нашли четкое указание из переходной зоны глубоко в мантии Земли, что вулканы могут образовываться таким образом».
Ученые сделали открытие, изучив образец длиной 7 600 метров (790 метров), который был пробурен на Бермудских островах в 1972 году. Это ядро в настоящее время размещено в Университете Далхаузи в Новой Шотландии, где оно было исследовано соавтором исследования Сара Мазза, исследователем планетологии в Университете Мюнстера в Германии.
Она ожидала, что ядро покажет, что вулкан, из которого образовалась Бермудские острова, возник из мантийного шлейфа, именно так образовались Гавайи. Но при анализе изотопов сигнатуры ядра или версий элементов; содержание воды; и другие соединения, она нашла что-то еще полностью.
Похоже, что это конкретное место в переходной зоне, расположенное глубоко под Атлантическим океаном, было отчасти вызвано событиями субдукции во время формирования суперконтинентальной Пангеи. Около 30 миллионов лет назад возмущение в переходной зоне, вероятно, связанное с мантийным течением, привело к тому, что магма из зоны поднялась к поверхности Земли, обнаружили Мазза и ее коллеги. Эта вздымающаяся магма, в свою очередь, образовала ныне бездействующий вулкан под Атлантическим океаном, который образовал Бермудские острова.
«Сначала я подозревал, что вулканическое прошлое Бермудских островов было особенным, когда я исследовал ядро и заметил, что различные текстуры и минералогия сохранились в разных потоках лавы», - говорится в заявлении Маззы. «Мы быстро подтвердили экстремальное обогащение композициями микроэлементов. Было интересно узнать о наших первых результатах ... тайны Бермудских островов начали раскрываться».
Основная загадка
При изучении ядра, Мазза и ее коллеги нашли геохимические подписи, которые совпадали с таковыми из переходной зоны. Эти подсказки включали в себя более высокое количество воды в кристаллах по сравнению с зонами субдукции или областями, где одна тектоническая плита погружается под другую, сказала она.
Газель сказал, что в переходной зоне так много воды, что она может образовать как минимум три океана. Но вместо того, чтобы поддерживать морскую жизнь, как это делает вода над коркой, вода в переходной зоне помогает таянию пород.
Теперь, когда исследователи знают, что возмущения в переходной зоне могут привести к созданию вулканов, они, вероятно, найдут больше случаев этого геологического явления на Земле, говорят ученые.
«С помощью этой работы мы можем продемонстрировать, что переходная зона Земли является чрезвычайно химическим резервуаром», - сказал Газель. «Сейчас мы только сейчас начинаем осознавать его важность с точки зрения глобальной геодинамики и даже вулканизма».
