Алмазы хранят следы путешествий в глубинах Земли

Группа учёных из США, Бразилии и Великобритании получила первое физическое свидетельство колоссального круговорота вещества на Земле, сообщает Мембрана. Они проследили путь разных элементов, в том числе углерода, от океанской коры в нижнюю мантию и обратно на поверхность планеты.

Отправной точкой исследования послужили алмазы из месторождения Juina-5 в Бразилии, в которых были найдены включения минералов, содержащие базальтовые материалы. Вещества принадлежали океанической коре, спустившейся в результате субдукции в мантию и «переваренной» там.

По словам ученых, найденные кристаллы содержат все фазы, которые должны присутствовать в ходе переработки базальтов в нижней мантии, то есть на глубине более 700 километров, и последующего подъёма материала с частичной перекристаллизацией включённых зёрен.

Алмазы, в процессе роста захватившие в плен другие кристаллы, родились именно в нижней мантии, в условиях высокой температуры и колоссального давления. Далее алмазы отправились в путешествие по плюму — восходящему мантийному потоку, а потом были подхвачены столбом вулканической породы кимберлит, который и вынес эти камни наверх в меловой эре, пишет InsideScience.org.

Один из авторов работы, Стивен Шири (Steven B. Shirey) из института Карнеги (Carnegie Institution for Science), напоминает, что многие алмазы имеют возраст в миллиард лет и больше. Эти шесть кристаллов были сформированы всего 100-300 миллионов лет назад, но зато на очень большой глубине (при том, что большая часть алмазов происходит с глубин порядка 200 км).

Важно, что углерод, из которого составлены эти алмазы, в далёкие эпохи спустился в глубинную «печь» с земной поверхности. Об этом говорит пропорция изотопов углерода, соответствующая происхождению их от органических компонентов, обычно присутствующих в изменённой океанической коре, — поясняют геологи в пресс-релизе института Карнеги.

Учёные впервые получили прямое доказательство того, что затонувшие литосферные плиты добираются до самой нижней мантии, прежде чем окажутся окончательно переработаны и с плюмами вернутся наверх в виде вулканических пород. Ранее исследователи находили геохимические свидетельства возвращения части вещества бывшей коры из верхней мантии, а о спуске тектонических плит в нижнюю мантию могли судить по сейсмологическим данным лишь косвенно.