Глубинный круговорот воды запустил вулканы 3,1 млрд лет назад
Ученые из Университета Аделаиды обнаружили в регионе Пилбара (Австралия) древние лавы возрастом 3,1 миллиарда лет. Исследование показало, что уже тогда существовал глубинный круговорот воды, хотя тектоника плит еще не сформировалась.
Пилбара — уникальный геологический заповедник. Из-за сохранности пород старше 3,5 миллиарда лет эту пустыню изучает NASA как аналог Марса для подготовки марсоходов.
Обычный круговорот воды (испарение, осадки) известен всем. Но есть и второй, медленный процесс: на океанском дне вода просачивается в кору, вступает в реакцию с породой и связывается в минералах. Сегодня тектонические плиты уносят эти минералы в мантию, а вулканы «выдыхают» воду обратно. Так регулируется водный баланс планеты. Но как это работало до появления тектоники плит? Ответ дало новое исследование, опубликованное в Nature Communications.
Ученые отобрали образцы лав группы Вундо в Пилбаре. Химически они оказались близки к лавам из современных зон субдукции (например, Тихоокеанского огненного кольца). Среди них нашли древнейший бонинит — богатую водой лаву. Вода снижает температуру плавления мантии, как соль плавит лед.
Измерения показали: древняя мантия содержала столько же воды, сколько под современными дуговыми вулканами (Камчатка, Япония, Курилы). Без воды эти вулканы не появились бы.
Поскольку молодая Земля была горячее, а кора — мягкой, влага погружалась иначе. Процесс назвали «дрипдукцией»: участки коры прогибались и уходили в мантию короткими толчками. Это была временная версия субдукции, которая затягивала воду и питала вулканы.
«Хотя процесс был хаотичным, Земля уже управляла своим водным бюджетом задолго до тектоники плит. Эти скалы хранят память о планете, начинающей перерабатывать океаны», — говорит ведущий автор доктор Эрик Вандербург.
Компьютерные модели предсказывали такие сценарии, но найденные породы (особенно бонинит) дали реальные доказательства. Глубинный круговорот воды оказался старше тектонических механизмов. Земля перерабатывала воду и запускала вулканы более трех миллиардов лет назад. Ученые продолжат поиски фрагментов первозданной коры.
