Международная группа ученых во главе с исследователями из Института геохимии Китайской академии наук выяснила, что углерод, погружающийся глубоко в Землю вместе с тектоническими плитами, может серьезно менять химический состав мантии — горячей оболочки, лежащей под земной корой. Эти изменения, в свою очередь, влияют на образование алмазов и на устойчивость древнейших участков континентов — кратонов.
Чтобы разобраться, как все это происходит, ученые провели лабораторные эксперименты, сообщает Science Advances. Они воссоздали условия, существующие на глубинах от 250 до 660 км под поверхностью Земли — именно туда уходят океанические плиты, перенося с собой углеродсодержащие породы. В ходе экспериментов исследователи наблюдали, как расплавленный углерод взаимодействует с горными породами мантии при разной температуре.
Результаты показали, что в холодных участках мантии, где нет восходящих горячих потоков вещества (так называемых плюмов), углерод восстанавливается и способствует образованию алмазов. Эти алмазы помогают укрепить литосферу, внешнюю оболочку планеты, и сохранить устойчивость континентальных блоков. Но в более горячих зонах происходит обратное — углерод, наоборот, окисляет окружающие породы. Это ослабляет литосферу, может вызвать ее разрушение, поднятие земной поверхности и даже спровоцировать вулканическую активность.
Авторы работы подчеркивают, что химическое состояние мантии играет ключевую роль в том, как углерод движется между недрами и поверхностью планеты. От этого зависит не только образование ценных минералов, но и стабильность целых континентов.
Сравнив полученные в лаборатории данные с образцами природных алмазов из Африки и Южной Америки, ученые нашли сходства в химических признаках. Это подтверждает, что условия глубоко под землей действительно определяют, во что превратится углерод — в прочный алмаз или в фактор разрушения литосферы.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что посадка на Луну потребует специальных платформ.
