Изменчивость изотопного состава керновСовременные геодинамические модели учитывают множество разнообразных параметров. И чем более точная и достоверная информация о строении земных недр будет у ученых, тем более надежные прогнозы можно будет получать с помощью таких моделей. И хотя в общих чертах понятно, что там у нас под ногами, до полной ясности еще очень далеко: например, до сих пор нет однозначного представления о строении даже верхней мантии. Ранее ученые исходили из того, что она более или менее однородна, так как базальтовая лава, которая извергается на дне океана, химически практически (за исключением так называемых горячих точек) одинакова по всей планете. Однако новое исследование, основанное на изучении изотопов стронция и неодима в минералах магматических пород мантийного происхождения, образующихся в зонах срединно-океанических хребтов, показало, что эти породы формировались из весьма неоднородной мантийной магмы. В центральных частях всех океанов есть линейные поднятия, возвышающиеся над окружающими океанскими равнинами на 2–3 км, — срединно-океанические хребты (СОХ). С тектонической точки зрения они представляют собой рифтовые зоны, в которых раздвигаются литосферные плиты (происходит спрединг) и идет образование новой океанической коры за счет поднимающегося к поверхности в восходящих потоках конвективных ячеек мантийного материала. Срединно-океанические хребты — самые крупные и протяженные элементы современного рельефа Земли. Изучение магматизма зон СОХ — одна из интереснейших проблем современной геохимии. Долгое время именно базальты, изливающиеся на дно океана в зонах СОХ, являлись главным источником информации о мантийном материале, из которого формируется новая земная кора. Геохимические исследования показывали, что в формировании базальтов СОХ основную роль играют выплавки из верхней, деплетированной (обедненной рядом химических элементов: K, Rb, Ba, Nb, La) мантии, из которых формируются так называемые базальты N-типа, обладающие удивительным сходством своего химического и минерального состава по всей планете. Лишь в отдельных местах (прежде всего там, где срединно-океанические хребты пересекают так называемые горячие точки, к которым, например, относятся Азорские острова, Исландия, остров Ян-Майен) присутствуют базальты и другого геохимического типа — Е-типа, в образовании которых принимал участие глубинный мантийный (плюмовый) материал. Чрезвычайное сходство химического и минерального составов океанических базальтов N-типа из различных зон СОХ долгое время считалось доказательством того, что верхняя мантия в зонах СОХ является однородной и хорошо перемешанной (гомогенной). Результаты более детального изучения химического состава пород на изотопном уровне, собранные по результатам многочисленных исследований в Петрологической базе данных океанического дна PetDB, позволили говорить о наличии небольшой латеральной (меняющейся вдоль СОХ) изменчивости мантийного магматизма зон СОХ. Наиболее информативными в этом смысле оказались изотопные отношения стронция 87Sr/86Sr и неодима 143Nd/144Nd, на основе анализа которых можно судить не только об однородности мантийного источника, но и глубине его образования и степени деплетированности. Однако в случае базальтовой лавы мы имеем дело уже с переплавленным и в большой степени гомогенезированным в расположенном на уровне коры очаге плавления материалом, а не с первичной мантийной магмой. Более информативными с точки зрения состава первичной мантийной магмы являются подстилающие базальты плутонические горные породы, сформировавшиеся на глубинах более 3–4 км от поверхности. Образцы этих пород стали доступны в результате проведения Международного проекта бурения в океане IODP (International Ocean Discovery Program). Группа ученых во главе с Сарой Ламбарт из Университета Юты (США) изучила образцы плутонических пород из скважины U1309D проекта IODP, пробуренной в северной части Срединно-Атлантического хребта (30° С. Ш.) в районе так называемого массива Атлантис, где на поверхность выходят основные и ультраосновные плутонические породы океанического основания (третьего слоя океанической коры). Результаты опубликованы в недавнем выпуске журнале Nature Geoscience. В результате выяснилось, что изменчивость изотопного состава стронция и неодима в ядерных зонах кумулятивных минералов в семь раз выше, чем в базальтах из той же зоны Срединно-Атлантического хребта. По мнению авторов это может объясняться тем, что в магматические камеры, формирующиеся под срединно-океаническими хребтами, мантийная магма поступала отдельными порциями разного состава и с разных глубин: порции перидотитового расплава, образовавшегося при плавлении деплетированной верхней мантии, смешивались в них с порциями расплава, поступавшего с больших глубин, где в составе помимо собственно мантийного материала принимал участие переработанный (переплавленный) материал погрузившейся в зонах субдукции океанической коры (граница плавления корового материала находится ниже, чем граница плавления чисто мантийного материала).
© Copyright: Сибирская Хиджра, 2019.
Другие статьи в литературном дневнике:
|
