Това постижение наистина може да се определи като титанично - екип от учени успя да извади на повърхността за първия дълъг участък от скали, произхождащи от мантията на Земята, слоя под кората и най-големия компонент на планетата.
Рекордното 1268-метрово ядро на сондаж в земната мантия, събрано от Средноатлантическия хребет в Северния Атлантически океан, предостави дълбок и подробен минералогичен поглед върху океанската мантия.
Екипът на експедицията е съставил опис на извадените скали на мантията, за да разбере техния състав, структура и контекст. Кредит: Johan Lissenberg
Вътрешността на Земята
Земята се състои от четири основни слоя: кора, мантия, външно ядро и вътрешно ядро. На повърхността откриваме кората, която е тънка и твърда, предимно от скала, това е слоят, в който живеем.
Под кората лежи мантията, дебел слой от полутвърда скала, която е течна. Този динамичен слой е от решаващо значение, тъй като задвижва движението на тектоничните плочи, което води до земетресения и вулканична дейност.
Прониквайки по-дълбоко, външното ядро се състои от течен метал, предимно желязо и никел, и е отговорно за генерирането на магнитното поле на Земята чрез своите движения.
В самия център е вътрешното ядро - плътна, твърда сфера от желязо и никел. Въпреки екстремно високата температура, изключителното налягане поддържа това вътрешно ядро твърдо.
Всеки слой не само допринася за структурата на нашата планета, но също така играе жизненоважна роля в процесите, които оформят нашата среда.
Безпрецедентно постижение
Откритията разкриват нов поглед върху състава на мантията, дълбоката геология на Земята и потенциалните биогеохимични условия, свързани с произхода на живота. Опознаването на земната мантия е от решаващо значение за разбирането на важни детайли от системата на Земята, включително земния магматизъм, образуването на земната кора и кръговрата на елементите между вътрешността на планетата, хидросферата, атмосферата и биосферата.
Голяма част от известните данни се основават на скали, извадени от океанското дъно. Тези проби обаче често нямат необходимия геоложки контекст и са подложени на промени в минералогията, дължащи се на магмени процеси и изветряне на морското дъно, включително серпентинизация. Въпреки че скалните ядра на абисалните перидотити - основната скала на горната мантия на Земята - могат да осигурят непрекъснат запис, пробиването на километрични дупки, необходими за получаването им, се оказа трудно.
Сега Йохан Лисенберг (Johan Lissenberg) и колегите му съобщават за извличането и анализирането на почти непрекъснато 1268-метрово сондажно ядро от серпентинизиран мантиен перидотит от Средноатлантическия хребет.
Сондажното ядро е събрано през 2023 г. по време на експедиция 399 на Международната програма за изследване на океаните (IODP - International Ocean Discovery Program) от хидротермално активен регион, наречен масив Атлантис.
Експедиция 399 „Building Blocks of Life, Atlantis Massif“ на океанския сондажен кораб JOIDES Resolution, който откри 1268 m почти непрекъсната скала на мантията през пролетта на 2023 г. Кредит: Thomas Ronge.
Дешифриране на слоевете на земната мантия
Скалните образци далеч не са обикновени. Техният уникален състав разкрива тайните на процесите, които са се случили, докато тези скали са се издигали от дълбините на Земята към повърхността. Изследователите казват, че скалите, извлечени от мантията, имат по-голяма прилика с тези, които са присъствали на ранната Земя, отколкото с по-често срещаните скали, които изграждат нашите континенти днес.
"Нашето изследване започва да разглежда състава на мантията, документирайки минералогията на извадените скали, както и техния химически състав", отбелязва професор Лисенберг.
Лисенберг и колегите му документират значителни минералогични вариации в ядрото в различни мащаби, включително в нивата на серпентинизация. Серпентинизацията е хидратация и метаморфна трансформация на феромагнезиеви минерали, като оливин и пироксен, до получаване на серпентинит. Промяната на минералите е особено важна на морското дъно на границите на тектонските плочи.
Изследователите казват, че скалите, извлечени от мантията, имат по-голяма прилика с тези, които са присъствали на ранната Земя, отколкото с по-често срещаните скали, които изграждат нашите континенти днес. Кредит: Johan Lissenberg
Съдържанието на пироксен в пробата също е неочаквано ниско в сравнение с други проби на подобни бавно кристализирали на значителна дълбочина магмени пироксенови скали като перидотит, което може да се дължи на високата степен на разтваряне на пироксена в течната стопилка. Това сочи, че мантията претърпява по-голяма степен топене, отколкото се смяташе преди, което от своя страна помага да се обясни как се образува магмата и в крайна сметка води до вулканични изригвания.
И противно на общоприетите модели, миграцията на стопилката е установена косо спрямо издигането на мантията.
Авторите наблюдават хидротермално взаимодействие между течност и скала в цялото ядро, с окислително изветряне до 200 метра.
Установено е също, че интрузиите от скалата габро играят неочаквана роля в хидротермалната промяна и в регулирането на състава на течността от хидротермалните извори с перидотитов произход, които са предложени като модели на среди, в които пребиотичната химия може да е довела до развитието на живота на ранната Земя и други планетарни тела.
Професор Йохан Лисенберг от Факултета по науки за земята и околната среда на Университета в Кардиф (вляво) и колегите му д-р Хайянг Лиу и професор Марк Рейгън анализират ядрата, извлечени от "тектоничен прозорец" на Средноатлантическия хребет. Кредит: Lesley Anderson
"Десетилетията на взимане на проби от океанското дъно чрез драгиране нарисуваха груба минералогична картина на мантията. И все пак всяка нова сондажна мисия разкрива изненадващи гледни точки за мантията и формирането на океанската кора", пише Ерик Хелебранд (Eric Hellebrand) в сроден материал. "По-амбициозните проекти за сондиране ще разкрият важни части за разбирането на биогеохимичните ефекти на океанската мантия."
Справка:
C. Johan Lissenberg, A long section of serpentinized depleted mantle peridotite, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adp1058. www.science.org/doi/10.1126/science.adp1058
Eric Hellebrand, A deeper dive into Earth's mantle, Science (2024). www.science.org/doi/10.1126/science.adr2490
Източници:
Record-breaking recovery of rocks that originated in Earth’s mantle could reveal secrets of planet’s history, Cardiff University
Record-breaking 1.2-kilometer drill core unveils new insights into Earth’s mantle, scienmag
Още по темата
Земята
Очакват се още изригвания през следващите месеци и години в Исландия. Защо? (видео)
Земята
Исландският вулкан утихва след първото си изригване от 900 години насам
Земята
Разкрит е феноменът, който разширява Атлантическия океан
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари