Новости химической науки > Алмазы рассказывают о геологическом круговороте углерода

Сохранившиеся в алмазах минеральные включения снабжают геологов новой информацией о процессах, протекавших в мантии Земли.

Результаты новых исследований крошечных алмазов, диффундирующих к поверхности Земли из глубин мантии, позволяют подтвердить предположение о том, что углеродных цикл Земли реализуется в самых глубинах мантии. ПО словам исследователей-геохимиков, эта информация позволит глубже определить состав, содержание летучих компонентов и геологическую историю глубинных слоев мантии Земли.

Океанская кора – поверхностный слой земной коры, являющийся дном океанов, медленно погружается в верхний слой мантии Земли в результате процесса субдукции, процесса, связанного с перемещением тектонических плит. Затем материал коры может снова оказаться на поверхности за счет подъема мантии Земли. Ряд ученых предполагает, что эти процессы могут протекать и в глубинной мантии Земли, на глубине около 600 километров от поверхности Земли.

Алмазы небольшого размера могут содержать включения древних минералов, на состав которых не оказали влияние геохимические процессы. (Рисунок из Science, 2011, DOI: 10.1126/science.1209300)

Однако эту возможность до настоящего времени нельзя было считать окончательно и бесповоротно доказанной – исследователям доступны для изучения образцы алмазов из верхней мантии Земли, с глубины не более 300 километров от поверхности, что же касается образцов из глубокой мантии Земли – они встречаются гораздо реже. Более того, ряд исследователей полагает, что океанская кора может быть погружена в мантию Земли гораздо глубже, чем это необходимо для реализации участия в углеродном цикле.

Майкл Уолтер (Michael J. Walter) и Саймон Кон (Simon C. Kohn) из Университета Бристоля полагают, что им удалось найти «прямые и явные улики», которые долгое время разыскивались геохимиками для подтверждения существующей гипотезе глубинного углеродного цикла.

Исследователи обнаружили образцы микроалмазов из глубокой мантии Земли в достаточно хорошо изученном регионе Бразилии – Юине (Juina). В полученных образцах содержались крошечные вкрапления древних минералов, на состав которых не оказали влияние геохимические процессы – для геохимиков изучение состава таких минералов имеет такое же значение, как для палеонтологов – изучение древних насекомых, сохранившихся в янтаре.

Исследование показало, что состав минеральных включений соответствует составу древнего океанского дна, что подтвердило предположение о том, что материал субдуктированной коры был уловлен мантией Земли в эпоху формирования алмазной фазы, после чего алмазы начали движение к поверхности земной коры. Изотопный состав углерода, входящего в состав алмазов из глубокой мантии Земли также подтверждает идею их формирования из материала земной коры.

Источник: Science, 2011, DOI: 10.1126/science.1209300

метки статьи: #аналитическая химия, #геохимия, #химическая эволюция