Фрагменты поверхностных геологических плит могут опускаться вглубь Земли, до её ядра, и «выныривать» обратно. Но их возвращения из «путешествия к центру Земли» придется ждать долго — более двух миллиардов лет.

Фрагменты субдуцированной тектонической плиты погружаются к ядру Земли — и возвращаются на поверхность через более чем 2.45 млрд лет.
Кристаллы оливина хранят химические ключи к разгадке собственного происхождения.

К такому выводу ученые пришли, анализируя вулканические породы на одном из островов в южной части Тихого океана, извергнутые миллионы лет назад.

Более ранние исследования вулканических пород показали, что изотопный состав мантии Земли существенно изменяется от одного её участка к другому. Было выдвинуто предположение, что в этом виноваты фрагменты коры, которые опустились с поверхности и повлияли на состав вещества мантии. Но для оценки скорости их круговорота исследователи были вынуждены полагаться на компьютерные модели. Недоставало весомых доказательств того, что вещество коры может циркулировать сквозь недра планеты.

Теперь ученые проанализировали вулканические породы острова Мангаиа, образовавшиеся около 20 мл лет назад и подвергшиеся заметному выветриванию. Но сульфидные минералы, заключенные внутри атмосферостойких кристаллов оливина, который сформировался на глубине нескольких километров и лишь затем был извергнут на поверхность, до сих пор сохранили свой первозданный изотопный состав.

Доля изотопа серы-33 в исследованных образцах оказалась довольно низкой. Такая аномалия могла бы быть вызвана некоторыми биологическими процессами, но тогда в породе присутствовал бы избыток серы-34, которого не наблюдалось. Источником породы, бедной серой-33, по предположению ученых, послужила земная кора. Как минимум 2,45 млрд лет назад, до того как фотосинтезирующие организмы заполнили атмосферу кислородом, под воздействием солнечного света могли сформироваться сульфиды с аномально низкой (по сегодняшним меркам) концентрацией серы-33. А по мере формирования кислородной атмосферы и озонового слоя условия для таких реакций исчезли.

По прошествии времени фрагменты породы «всплыли» сквозь мантию, подобно тому, как поднимается на поверхность вещество в «лавовой лампе». Не исключено, что под земной мантией сейчас находится целый «склад» обломков древних тектонических плит. Впрочем, некоторые ученые готовы поспорить: по их мнению, у молодой Земли было еще слишком много внутреннего тепла, чтобы одна из геологических плит могла «нырнуть» вглубь мантии при встрече с другой. По другой версии, бедная серой-33 порода могла образоваться не на поверхности, а на нижней части геологической плиты, а затем начать «капать» сквозь мантию. Возможно, подобные процессы идут и сейчас.

По сообщению Nature News