В некоторых районах океанической коры Земли происходит погружение в мантию, после чего она возвращается на поверхность, участвуя в создании новых геологических образований.
Наша планетарная кора изучена достаточно хорошо. Однако, даже в этой сфере знаний существуют пробелы. Например, до сих пор не установлено с уверенностью, какие процессы происходят с участками океанической коры, опускающимися вглубь Земли — в мантию.
Геохимики из Университета штата Флорида провели исследование, посвященное этому вопросу. Результаты их работы были опубликованы в статье для Science Advances они описывают своеобразный процесс круговорота земной коры. В их работе приведены новые доказательства того, что определенная часть ее состоит из кусков древней породы, которые когда-то давно «утонули» в мантии, а затем были вытолкнуты обратно. Оценив количество такой «переработанной» коры, исследователи пришли к выводу, что круговорот земной коры продолжается вот уже 4,5 миллиарда лет, а это противоречит большинству современных теорий.
«Как лосось возвращается к месту своего рождения, часть океанической коры также движется обратно к вулканическим хребтам, где формируется новая кора. Мунир Хумайюн, один из авторов исследования, использует эту поэтичную метафору. Благодаря новой методике ученые установили, что этот процесс является частью замкнутого цикла, а переработанная кора распределена не равномерно вдоль разломов».
Океаническая кора образуется в результате плавления мантийных пород, что приводит к формированию базальта в зонах стыка тектонических плит. Появляющаяся новая кора вытесняет старую, перемещая ее от срединно-океанического хребта в сторону континента. При сближении с островной дугой или активной континентальной окраиной, эта новая кора оказывается в зоне субдукции и способна погружаться в мантию.
Куда направляется субдуцированная порода после погружения в горячую и плотную мантию? Она способна перемещаться глубже и растворяться, однако иногда достигает зон разломов, вновь поднимаясь к поверхности и участвуя в формировании новой коры. Ученые обозначают эту концепцию как «гипотезу мраморного пирога», поскольку предполагаемая траектория движения участков коры в мантии визуально напоминает геохимикам шоколадные разводы в выпечке.
Данный факт служит подтверждением выдвинутой гипотезы. В частности, в некоторых участках обогащенного базальта, формирующегося в срединно-океанических хребтах, наблюдается повышенное содержание определенных элементов, характерных для мантии. При этом концентрация других элементов в такой породе, наоборот, оказалась сниженной. Так, в расплаве вторичной коры доля германия и кремния была заметно ниже, чем в новом базальте, образовавшемся из расплавленной мантии.
Для анализа исследователи использовали более 500 образцов базальта, взятых с 30 океанических хребтов. Содержание элементов в образцах определялось методом масс-спектрометрии. В целом, по результатам исследований, базальт из разных регионов Мирового океана не демонстрировал существенных различий, однако в отдельных участках породы одного и того же месторождения обнаруживались зоны со сниженным содержанием кремния и германия. Распределение таких регионов с повышенным содержанием определенных элементов напоминало слои шоколада в мраморном пироге. Оценочные расчеты объема обогащенного базальта в океанической коре позволили ученым сделать вывод о том, что от 5 до 6 процентов мантии нашей планеты формируется за счет «коры повторного использования».
Ранее мы писали о том, что пандемия Covid-19 привела к снижению глобальной сейсмической активности, а тектонику плит на Земле мог запустить удар астероида.