Недавно обнаруженные минералы вулканических пород могут предложить новое понимание эволюции Земли

Основное исследование было проведено более чем тридцатилетними учеными LSU, изучающими и составляющими карту гор Барбертон в Южной Африке. Исследовательская группа, в которую вошли профессора геологии ЛГУ Гэри Байерли и Хейминг Бао, аспирантка по геологии Кина Карим и исследователь ЛГУ Бенджамин Байерли, провела химический анализ сотен коматиитовых пород, взятых из примерно 10 лавовых потоков.
"Ранние исследователи неправильно нанесли на карту большие территории, предполагая, что они коррелируют с гораздо более известной формацией Комати в южной части гор. Мы осознали эту ошибку и начали детальное изучение горных пород, чтобы подтвердить наши интерпретации, основанные на картах ", — сказал Гэри Байерли.

В породах они обнаружили оригинальные минералы, называемые свежим оливином, которые были замечательно сохранены. Хотя минерал редко встречается в породах, подверженных метаморфизму и поверхностному выветриванию, оливин является основным компонентом верхней мантии Земли и контролирует природу вулканизма и тектонизма планеты. Используя состав этих свежих минералов, исследователи ранее пришли к выводу, что это были самые горячие лавы, когда-либо извергавшиеся на поверхности Земли с температурой около 1600 градусов по Цельсию, что примерно на 400 градусов выше, чем современные извержения на Гавайях.
"Обнаружение свежего неизмененного оливина в этих древних лавах было замечательной находкой. «Полевые работы были удивительно продуктивными, и мы очень хотели вернуться в лабораторию, чтобы использовать химию этих сохранившихся кристаллов оливина, чтобы раскрыть ключи к разгадке архейской мантии», — сказал Карим

Исследователи предполагают, что, возможно, кусок океана магмы ранней Земли сохранился примерно в 3.Минералы возрастом 2 миллиарда лет.
«На современной Земле мало или совсем нет свидетельств существования этого раннего магматического океана, потому что конвекция мантии в значительной степени гомогенизировала слоистость, образовавшуюся в магматическом океане. Изотопы кислорода в этих свежих оливинах подтверждают существование древних кусков замерзшего океана магмы. Такие камни очень редки и имеют научную ценность.

Следующим очевидным шагом было создание изотопов кислорода », — сказал Байерли.
Это исследование стало результатом работы, проводимой в лаборатории ЛГУ по изучению изотопов кислорода, учреждении мирового класса, которое привлекает ученых из США.S. и международные институты для совместной работы. Результаты исследования были настолько необычными, что требовалось дополнительное внимание, чтобы быть уверенным в результатах. Хьюминь Бао, который также является руководителем лаборатории изотопов кислорода LSU, сказал, что команда трижды и четыре раза проверила данные, используя различные эталонные минералы и выполняя калибровку в других независимых лабораториях.

«Мы попытались согласовать результаты с некоторыми традиционными объяснениями лав с изотопным составом кислорода, подобными этим, но ничто не могло полностью объяснить все наблюдения. Стало очевидно, что в этих породах сохранились следы процессов, которые произошли более четырех миллиардов лет назад и которые до сих пор полностью не изучены », — сказал Бенджамин Байерли.

Изотопы кислорода измеряются путем преобразования горных пород или минералов в газ и измерения соотношений кислорода с различными массами 16, 17 и 18. Разнообразные процессы фракционирования кислорода на Земле и в Солнечной системе, включая атмосферные, гидросферные, биологические, а также высокие температуры и давления.
"На разных планетах нашей Солнечной системы разное соотношение изотопов кислорода.

На Земле это изменено поверхностной атмосферой и гидросферой, поэтому вариации могут быть вызваны либо неоднородной мантией (первоначальное скопление планетного мусора или остатки океана магмы), либо поверхностными процессами », — сказал Байерли. "Любое из них может быть интересно изучить. Последний, потому что он также предоставит информацию о ранней температуре поверхности Земли и раннем происхождении жизни."

Эта работа была поддержана грантом Национального научного фонда, предоставленным Байерли, грантом НАСА, предоставленным Бао, и общей поддержкой LSU.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *