Изучение лавы подводного вулкана Фани-Маоре показало, что мантия Земли сохранила материал гадейского эона. Открытие подтверждает существование «химической памяти» недр планеты.
Серия землетрясений 2018 года у берегов острова Майотта привела к открытию подводного вулкана Фани-Маоре и раскрыла тайну ранней истории Земли. Анализ лавы показал наличие минерала бриджманита, который сформировался более 4 миллиардов лет назад во время формирования Луны, пишет Phys.org.
Около 4,5 миллиарда лет назад столкновение с гипотетической планетой Тейя привело не только к образованию Луны, но и к тому, что Земля полностью расплавилась, превратившись в глобальный магматический океан. По мере остывания планеты первыми кристаллизовались минералы бриджманит и ферропериклаз, которые опустились в нижнюю мантию. Долгое время считалось, что постоянная конвекция внутри Земли уничтожила все эти древние кристаллы. Однако анализ образцов лавы с Фани-Маоре выявил остатки этого первичного материала.
Ключом к разгадке стал изотоп неодима-142. Он образуется при распаде самария-146, который существовал только в самые первые миллионы лет существования Солнечной системы. Обнаружение избытка неодима в образцах стало прямым доказательством того, что вулкан черпал материал из слоев, сохранившихся со времен гадейского эона.
«Короткий период полураспада системы ¹⁴⁶Sm-¹⁴²Nd предоставляет уникальную возможность обнаружить события дифференциации силикатов, произошедшие в течение первых 500 млн лет существования Земли», — пишут авторы работы.
Для достижения такой точности измерений команда использовала метод, разработанный Клодин Израэль из Кембриджского университета, который позволил зафиксировать минимальные различия в изотопном составе, недоступные ранее. Моделирование показало, что для получения такого химического сигнала источник плюма должен содержать всего около 9-11% древнего гадейского материала. Если бы источником было мелководье, потребовалось бы от 28% до 90% древнего вещества, что практически невозможно сохранить за 4 миллиарда лет.
Открытие ставит под сомнение представление о том, что мантия Земли является полностью перемешанной средой. «Недавние геодинамические модели показали, что часть самых ранних образовавшихся твердых тел может сохраняться с течением времени. Следовательно, богатый бриджманитом материал мог сохраняться в конвективной мантии, внося свой вклад в источник Фани-Маоре наряду с современной обычной мантией», — говорится в статье.
Таким образом, изучение современного подводного вулкана позволило ученым заглянуть в самый ранний этап формирования нашей планеты, подтвердив теорию о сохранении древних пород глубоко в недрах Земли.
