На глубине 45 км под Океанией обнаружена температурная аномалия

Восточная часть Папуа–Новой Гвинеи — зона сейсмически неспокойная. Там происходит субдукция: Австралийская и Тихоокеанская тектонические плиты движутся навстречу друг другу. Из-за этого породы перемешиваются, перемещаются с одной глубины на другую, а порой и выходят на поверхность. Один из таких образцов, найденный на пляже на острове Гуденаф, подбросил загадку ученым.

В песке они обнаружили гранат, вымытый водой из линзы из частично ретроградного эклогита — минерала, претерпевшего изменения по пути наверх, благодаря которым он зафиксировал давление и температуры на разной глубине, словно самописец. Результаты исследования составляющих его зерен и включений опубликованы в журнале Nature Geoscience.

«Расшифровка данных самописца» показала, что на глубине 45 километров порода испытала температуры около 800 °C, а затем, опустившись более чем на 90 километров, стала примерно на 100 °C холоднее.

«Эта порода интересна тем, что запечатлела два совершенно разных тепловых режима на разных этапах своего пребывания в недрах Земли. На глубине около 45 километров она была на удивление горячей, но, погружаясь дальше, попала в условия холоднее обычно ожидаемых на такой глубине», — говорит профессор Аксель Шмитт из Университета Кертина, один из авторов исследования.

Реконструировать историю находки удалось, проанализировав мельчайшие включения козсита и циркона внутри граната. Козсит образуется при экстремально высоком давлении, что доказывает — порода побывала на глубине не менее 90 км. А уран-свинцовая датировка циркона подсказала, когда именно это произошло.

По словам минералога, полученные данные противоречат современным моделям теплового состояния зон субдукции.

«Обнаружить смену относительно горячих условий на малой глубине на более холодные в глубине было неожиданно. Одно из объяснений — интенсивное трение в месте соприкосновения тектонических плит выделяет дополнительное тепло на сравнительно небольшой глубине. Другое — зона субдукции еще не успела остыть в достаточной мере», — рассуждает он.

Зоны субдукции — это места землетрясений и вулканической активности, и они играют важную роль в долгосрочном углеродном цикле Земли, увлекая породы и элементы вглубь планеты, напоминает Шмит.

«Результаты говорят о том, что тепловая структура этих зон может быть сложнее, чем считалось. Это помогает лучше разобраться в том, как в принципе происходит субдукция. Понимание таких изменений температуры позволяет яснее представить экстремальные условия в недрах Земли, где сталкиваются тектонические плиты и запускаются процессы, формирующие поверхность планеты», — резюмирует он.