Геолози, изучаващи вулканични цирконови минерали на Великденския остров, откриват неочаквано древни проби, което предполага, че мантията на Земята се държи по различен начин, отколкото се смяташе досега. Това откритие противоречи на дългогодишната теория за "конвейерната лента", показвайки, че мантията може да е по-неподвижна, отколкото се смяташе, запазвайки древни материали.
Великденският остров се състои от няколко изгаснали вулкана. Най-старите отлагания от лава са се образували преди около 2.5 милиона години върху океанска плоча, не много по-стара от самите вулкани.
През 2019 г. екип от кубински и колумбийски геолози заминава за Великденския остров, за да датира точно вулканичния остров. За да направят това, те прибягват до изпитана рецепта: датиране на минералите циркон. Когато магмата се охлади, тези минерали кристализират. Те съдържат малко уран, който се превръща в олово чрез радиоактивен разпад.
Тъй като се знае колко бързо се случва този процес, може да измерим преди колко време са се образували тези минерали. Екипът от колумбийския Universidad de Los Andes, ръководен от кубинския геолог Ямирка Рохас-Аграмонте (Yamirka Rojas-Agramonte), представляващ университета Кристиан Албрехт в Кил и университета в Майнц в Германия, открива стотици от тези минерали.
Но изненадващо, те са не само отпреди 2.5 милиона години, но и от много по-назад във времето, до преди 165 милиона години.
Как е възможно това?
Статуи на Великденския остров. Кредит: Needpix.com
Земната мантия
Химическият анализ на цирконите показва, че техният състав е горе-долу еднакъв във всички случаи. Така че всички те трябва да са произлезли от магма с един и същи състав като тази на днешните вулкан.
Но тези вулкани не може да са били активни отпреди 165 милиона години, защото дори плочата под тях не е толкова стара. Единственото обяснение тогава е, че древните минерали произхождат от източника на вулканизма, от мантията на Земята под плочата, много преди образуването на днешните вулкани. Но това поставя екипа пред още една главоблъсканица.
Според съвременните концепции земната кора е разделена на плочи. Тези, които носят континентите, са дебели и много стари, а тези, които са под океаните, са тънки и млади. Океанските плочи са постоянно в движение и след като се срещнат с по-здрава структура, те се гмуркат под нея, потъват в мантията и се топят. Този процес е нарича субдукция.
Схема на действието на мантийния плюм под Великденския остров. Кредит: Douwe van Hinsbergen
Вулкани от горещи точки и техния произход
Вулкани като тези на Великденския остров са така наречените "горещи точки". Те са често срещани в Тихия океан, такива са Хавайските острови. Те се образуват от огромни скални масиви, които бавно се издигат от дълбоката земна мантия – така наречените мантийни плюмове.
Когато се доближат до основата на земните плочи, скалите от плюма, както и околната мантия се топят и образуват вулкани. От 60-те години на миналия век е ясно, че мантийните струи остават на място дълго време, докато земните плочи се движат над тях. Всеки път, когато плочата се измести малко, струята на мантията създава нов вулкан.
Това обяснява редиците от изчезнали подводни вулкани в Тихия океан, с един или няколко активни в края.
Дали екипът е открил доказателства, че мантията под Великденския остров е била активна от 165 милиона години?
За да отговори на този въпрос, Рохас-Аграмонте се нуждае от доказателства от геологията на Огнения пръстен“ и затова тя се свързва с геолога от Утрехт Дуве ван Хинсберген (Douwe van Hinsbergen).
В търсене на циркони на брега на Великденския остров. Кредит: Douwe JJ van Hinsbergen
Преди това циркони, датиращи отпреди 180 милиона години, са откривани в подводния югозападен индийски хребет. Още по-древни, палеозойските циркони също са откривани в океана. Всичко това изисква обяснение.
В научната литература необичайно древните циркони от млади океански "горещи точки" са наречени "призраци". Възможно е това да са останки от нещо по-древно, отдавна изчезнало в зоните на субдукция.
"Наличието на призрачни циркони дава възможност да се реконструира геоложката история на мантията на Земята", обясняват изследователите в статия, публикувана на платформата ESS Open Archive и все още не минала партньорска проверка.
Според Рохас-Аграмонте мантийните плюмове могат да продължат много по-дълго, отколкото се смяташе. Тази идея възниква след откриването на циркони на 164 милиона години на Галапагоските острови.
Откриването на призрачни циркони на Великденския остров е допълнително потвърждение. Но как е възможно това, ако това парче земя е възникнало преди най-много четири милиона години, най-старата подводна планина в тази гореща точка датира от 48 милиона години?
Изследователите имат предположение. Мантийният плюм в района на Великденския остров е започнал да функционира преди приблизително 165 милиона години. Тази активна фаза на топене на земната кора се доказва от най-старите намерени циркони.
"Трудността е, че плочите отпреди 165 милиона години отдавна са изчезнали в тези зони на субдукция", отбелязва Ван Хинсберген, който реконструира изчезналите парчета в детайли.
Когато добавя голямо вулканично плато към тези реконструкции на мястото на днешния Великденски остров преди 165 милиона години, се оказа, че това плато трябва да е изчезнало под Антарктическия полуостров преди около 110 милиона години.
"И това случайно съвпадна с недобре разбрана фаза на изграждане на планини и деформация на кората точно на това място. Тази планинска верига, чиито следи все още са ясно видими, може да е резултат от субдукция на вулканично плато, образувано преди 165 милиона години.
Неговата реконструкция показва, че мантийният плюм на Великденския остров може да е бил активен много дълго време. Това би разрешило геоложката загадка на Великденския остров: древните цирконови минерали вероятно са били останки от по-ранни магми, които са били изнесени на повърхността от дълбините на земята, заедно с по-млади магми при вулканични изригвания.
Несъответствия
Но тогава се появява друг проблем. Класическата "теория на конвейерната лента" вече трудно се съгласува с наблюдението, че мантийните плюмове остават на мястото си, докато всичко около тях продължава да се движи.
Ако мантийният плюм действа милиони години, тогава горната част на мантията, откъдето расте, трябва да е стабилна в течение на 165 милиона години. Това противоречи на съвременните представи, според които астеносферата - течният слой в горната мантия - се разсмесва активно.
"Хората обясняват това, твърдейки, че плюмовете се издигат толкова бързо, че не се засягат от мантията, която се движи заедно с плочите. И този нов материал за плюм непрекъснато се доставя под плочата, за да образува нови вулкани", разказва Ван Хинсберген.
Но в този случай старите парчета от плюма, със старите циркони, би трябвало да бъдат отнесени от тези течения в мантията, далеч от местоположението на Великденския остров, и сега не би трябвало да бъдат там на повърхността.
"От това правим заключението, че тези древни минерали биха могли да бъдат запазени само ако мантията, заобикаляща плюма, е по същество толкова неподвижна, колкото и самия плюм.“
Следователно откритието на древните минерали на Великденския остров предполага, че мантията на Земята се държи фундаментално различно и се движи много по-бавно, отколкото винаги се е предполагало - възможност, която Рохас-Аграмонте и Ван Хинсберген и техните екипи предлагат преди няколко години в проучвания на Галапагоските острови и Нова Гвинея и за която Великденският остров сега предоставя нови улики.
Справка: “Zircon xenocrysts from Easter Island (Rapa Nui) reveal hotspot activity since the middle Jurassic; by Yamirka Rojas-Agramonte, Natalia Pardo, Douwe J.J. van Hinsbergen, Christian Winter, María Paula Marroquín-Gómez, Shoujie Liu, Axel Gerdes, Richard Albert, Shitou Wu and Antonio Garcia-Casco, 29 November 2023, ESS Open Archive. DOI: 10.22541/au.170129661.17646127/v1
Източник: Mysterious 165-Million-Year-Old Minerals Found on Easter Island Defy Plate Tectonics, Utrecht University
Още по темата
Земята
В Австралия са открити най-древните останки от земната кора
Земята
Вулканите, които са изхвърляли диаманти със свръхзвукова скорост, може би ще се върнат към живот
Земята
Пробите от древни вулкани разкриват истинската тайна на Бермудите
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Стъклените бутилки съдържат 5 до 50 пъти повече микропластмаси от пластмасовите бутилки
dolivo
Най-старите "човешки" фосили в Япония, се оказаха нечовешки, твърди ново проучване
dolivo
Как „зеленото побутване“ стимулира устойчивите избори на хората
helper68
Натурални суперколайдери: Черните дупки могат да се използват ускорители на частици