Исследования по процессам в земной мантии всегда были важными для понимания не только структуры планеты, но и поддержания условий жизни на Земле. Важную роль в этом процессе играют летучие вещества, такие как углерод, которые возвращаются в мантию через зоны субдукции — места, где одна тектоническая плита поглощается под другую. Однако, как показало новое исследование, процесс удаления летучих веществ из субдуцируемых плит может усложнить их повторное поступление в мантию, что приводит к неопределенностям в понимании круговорота этих веществ. Ранее проведенные исследования, опубликованные в Science Advances, посвящены анализу изотопов бора, который помогает отслеживать переработку летучих веществ.
Основной проблемой в изучении изотопов бора в океанических базальтах являются сложности, связанные с их изменениями из-за воздействия морской воды и загрязнения при извержениях. Эти проблемы усложняют связь между изотопами бора и процессами в мантии. Чтобы решить эту задачу, группа исследователей из Китая, возглавляемая доцентом Сюй Жуном из Института геохимии Китайской академии наук, применяла высокоточные методы анализа изотопов бора на примере двух групп относительно первичных базальтов из юго-восточной части Китая.
Исследователи обнаружили явные корреляции между изотопами бора и другими геохимическими индикаторами, что позволило выделить три различных компонента мантии. Один из этих компонентов, обладающий легким изотопом бора, указывает на сильно обезвоженную океаническую корку. В то время как другой компонент с легким изотопом отражает метасоматизированную континентальную литосферу. Особенно интересным оказалось то, что обе группы базальтов содержат общий тяжелый изотопный компонент бора.
После детального анализа и учета низкого соотношения B/Ce, исследователи пришли к выводу, что тяжелый изотоп бора не может быть связан с боросодержащими жидкостями, как считалось ранее. Вместо этого, сильная связь между тяжелыми изотопами бора и индикаторами, связанными с углеродатами, предполагает значительный вклад переработанных углеродов, попавших в мантию.
Это исследование дает новые данные о переработке материалов, включая летучие вещества, и подчеркивает роль углеродов, происходящих с поверхности Земли, в доставке тяжелых изотопов бора в переходную зону мантии, на глубинах от 410 до 660 километров. Этот процесс, по мнению ученых, может быть зафиксирован в интраплатовых базальтах и даже в суперглубоких алмазах, что открывает новые горизонты для изучения процессов переработки в глубинах планеты.
В исследовании подчеркивается важность поверхностных углеродов для доставки специфических изотопов в мантию, что в свою очередь помогает понять более сложные механизмы глубокой переработки материалов в земной мантии.
Вулканическая активность может не только влиять на геологические процессы, но и оказывать серьезное воздействие на атмосферу. Например, недавнее извержение в Исландии привело к необычному загрязнению воздуха в Арктике, что стало объектом исследования ученых. Об этом вы можете прочитать в этой статье.
