Новости химической науки > Разбитые алмазы – лучшие друзья геологов

Анализ минеральных включений в алмазах, поднятых на поверхность земли в результате извержений вулканов, позволил исследователям определить, когда начался процесс перемещения тектонических плит. Крошечные включения, захваченные алмазами в период их формирования, могут рассказать о том, как и когда началось формирование континентов Земли.

Крошечные включения, захваченные алмазами в период их формирования, могут рассказать о том, как и когда началось формирование континентов Земли. (Рисунок из Science, 2011, 333, 434)

Исследователи из США и ЮАР пытаются воссоздать историю геологического прошлого Земли по результатам анализа соотношения изотопов самария и неодима в 4287 силикатных включениях и анализа изотопов рения и осмия в 112 сульфидных включениях. Эти древние алмазы поднялись на поверхность Земли с глубины от 125 до 175 километров, поэтому радиометрическое определение их возраста позволяет восстановить процессы, протекавшие в глубине мантии Земли в период формирования алмазов.

Собранные Стивеном Шири (Steven Shirey) и его коллегами данные позволяют определить, что существенные изменения состава минералов, захваченных алмазами, начались около трех миллиардов лет назад. Более старые по возрасту включения представлены лишь перидотитическими минералами, главным образом – содержащим большое количество хрома гранатом и содержащим большое количество никеля сульфидом железа – оба эти минерала представляют собой остатки плавления мантии Земли на ранних этапах. Более молодые включения главным образом представлены эклогитическими минералами. Эклогит представляет собой метаморфическую горную породу – эквивалент базальта, образующийся при частичном плавлении перидотита мантии. Базальт образует океаническую кору.

Можно предложить два варианта объяснения присутствию эклогита. Во-первых, нельзя исключать вероятности того, что базальтовые скалы континентальной коры могли превратиться в эклогит и переместиться в нижние слои. Во-вторых, возможен и сценарий, в соответствии с которым в результате тектонических сдвигов произошло пододвижение океанической коры. Шири с коллегами уверен, что полученные данные соответствуют второму сценарию. Если это подтвердится, получается, что древние алмазы отмечают начало современных тектонических изменений, приведших к образованию и разрыву суперконтинентов – Гондваны и Лавразии.

Остается вопрос – что предшествовало тектонике плит. Ряд данных, полученных при анализе геологических образцов из Западной Гренландии и Южной Африки, позволяет предположить, что более трех миллиардов лет уже происходило одно геологическое пододвижение, новые данные позволяют говорить о том, что это могла быть другая форма пододвижения.

Шири полагает, что в алмазах, возраст которых более трех миллиардов лет, отсутствуют эклогитические включения из-за того, что глубокое пододвижение плит, благодаря которому эклогитические минералы могли достичь таких глубин, еще не произошло. Около трех миллиардов лет назад охлаждение мантии позволило образоваться большим по размеру плитам, и это, в свою очередь запустило процессы рассредоточения и повторной сборки континентальных масс.

Источник: Science, 2011, 333, 434; DOI: 10.1126/science.1206275

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