Мантия, траченая жизнью

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2022, №6)

Активные геологические процессы внутри нашей планеты, например образование подземных магм, рудных залежей, дегазация глубинных флюидов, влияют на явления на ее поверхности, в частности на биогеохимические циклы. Справедливо ли обратное? Могут ли поверхностные процессы затрагивать глубокие слои земной коры и даже мантии?

Утвердительный ответ на этот вопрос дает статья международной группы геофизиков, выполненная под руководством доктора Андреи Джулиани (Andrea Giuliani), сотрудницы факультета наук о Земле Швейцарской высшей технической школы. Исследователи доказали, что эволюция жизни на планете, а именно случившийся 540 миллионов назад лет резкий расцвет биоты, известный как Кембрийский взрыв, повлияла на изменения в химии нижней мантии планеты.

Ученые исследовали изотопный состав элементов в кимберлитовых трубках разных возрастов, которые, подобно иглам, пронизывают толщу Земли. Эти магматические породы, в которых находят алмазы, происходят из глубинной мантийной магмы. Прежде всего ученые измерили соотношение изотопов углерода с атомными весами 13 и 12 у полутора сотен образцов пород разных трубок. Оказалось, что для кимберлитов моложе 250 млн лет изотопное отношение меньше, а его разброс больше, чем для более древних. У многих молодых трубок соотношение не соответствовало значениям для мантии.

Известно, что отложения животного происхождения обеднены изотопом углерода 13. Поэтому геофизики сделали вывод, что Кембрийский взрыв, который занял несколько десятков миллионов лет, стал причиной поступления в глубины мантии останков животных со дна океана.

Как это могло произойти? Согласно господствующей ныне теории тектоники плит, они медленно перемещаются по поверхности земного шара и нередко одна из них подныривает под другую. Такая плита затягивает свои осадочные толщи в глубины мантии в так называемых зонах субдукции. И здесь, в условиях высоких температур и давлений, перерабатываются осадки.

Затем, двести — триста миллионов лет спустя, горячая магма кимберлитовых трубок вновь выносит химические элементы осадков к поверхности. Поэтому трубки с более высоким изотопным отношением углерода редко встречаются вблизи контактных зон плит.

Авторы также изучили изотопы других химических элементов и выяснили, что соотношения для стронция и гафния коррелируют с углеродными. Геохимики надеются исследовать изотопы цинка и фосфор, которые напрямую связаны с жизнью.


(Science Advances, 8 (9), 2022 - полный текст)

123

Разные разности

20.11.2022 17:30:00

Исследователи из Университета Тренто в Италии проанализировали, как хранение в прозрачных бутылках влияет на концентрацию летучих веществ, из которых складывается аромат белого вина.

>>
14.11.2022 15:30:00

…порошок безопасного трехкомпонентного сплава Nd2Fe14B при внесении в горелку дает фонтан длинных искр, каждая из которых со временем становится ярче и порождает пучки новых искр…

…приматологи получили первые свидетельства длительных социальных отношений между шимпанзе и гориллами в дикой природе

…низкие концентрации хлорида цетилпиридиния, входящего в состав некоторых ополаскивателей для рта, уничтожают вирус SARS-CoV-2, разрушая его липидную мембрану


>>
10.11.2022 14:00:00

Можно ли что-то противопоставить засухе и защитить посевы? Неожиданное решение придумали ученые из Института физико-химических исследований в Японии. Они предлагают добавлять в почву этиловый спирт.

>>
08.11.2022 15:30:00

Менделеев считал, что углеводороды образуются в мантии Земли из неорганического углерода и водорода на сверхбольших глубинах. С начала ХХI века в разных лабораториях мира физики проводят эксперименты, подтверждающие эту идею.

>>
02.11.2022 12:00:00

Однажды на мероприятии в Белом доме директор компании Goya Foods хвалебно отозвался о президенте Дональде Трампе, после чего в соцсетях сразу появились призывы объявить этой фирме бойкот. Эту историю, которая описывается научным понятием «политический консьюмеризм», исследовали ученые из Школы прикладной экономики и менеджмента Корнеллского университета.

>>