Ученые нашли породу, ответственную за рециркуляцию кислорода внутри Земли
Горная порода серпентинит является ключевым двигателем процесса рециркуляции кислорода, который поддерживает устойчивую атмосферу для жизни на Земле, выяснили ученые в исследовании, опубликованном 26 ноября в журнале Science Advances.
Новое исследование, проведенное совместно с исследователем из Корнелльского университета, выявило серпентинит — зеленую породу, которая немного похожа на змеиную кожу и содержит жидкости в своих минеральных структурах — в качестве ключевого фактора процесса рециркуляции кислорода, который помог создать и поддерживать устойчивую атмосферу для жизни на Земле.
Земля постоянно перерабатывает свой запас воды и кислорода по мере того, как тектонические плиты погружаются вглубь планеты. Элементы опускаются вниз по мере того, как один кусок плиты проскальзывает под другим, и всплывают на поверхность через образовавшиеся вулканы.
Новое открытие меняет то, как ученые-геологи понимают основной процесс геохимического цикла Земли.
Используя вулканы для исследования глубин Земли, прошлые исследования изучали уровень кислорода в мантии Земли в поисках подсказок. Некоторые геологи указывают на повышенное окисление ниже вулканических дуг, где гидратированная океаническая литосфера погружается в мантию.
Ведущая теория заключалась в том, что океанская вода, доставляющая водород в мантию, влияет на ее состояние окисления, но новое исследование показало, что кислород поступает в мантию в жидкостях, полученных из «нагретых и находящихся под давлением» серпентинитовых пород.
Под морским дном в процессе серпентинизации образуются породы, которые задерживают внутри себя высокоокисляющие жидкости, и эти серпентиниты в конечном итоге погружаются обратно в мантию.
«В конце концов, эти серпентинитовые соки будут выжаты из плиты, — сказал доцент Эстебан Газель. — В зависимости от угла и тепловых условий субдуцирующей плиты эти жидкости высвобождаются и окисляют мантию под вулканами».
Как только учеными было объединено достаточное количество наборов данных, определенные корреляции были устранены, в то время как корреляция между жидкостями, связанными с серпентинизацией, и окислением стала очевидной.
В частности, термодинамические условия и геометрия системы субдукции доказали, что они контролируют обезвоживание серпентина и состояние окисления мантии, причем более крутые и холодные зоны субдукции обеспечивают большее окисление.
