Рекордний мантійний керн розкриває глибокі геологічні таємниці Землі

Недавній буровий керн глибиною 1268 метрів у мантії Землі з Серединно-Атлантичного хребта відкрив нові знання про мінеральний склад і процеси, кидаючи виклик існуючим геологічним моделям і підкреслюючи роль глибоководного буріння в наукових відкриттях.

Рекордний буровий керн глибиною 1268 метрів (4160 футів) у мантії Землі, зібраний із Серединно-Атлантичного хребта в Північній Атлантиці, дав глибоке та детальне мінералогічне уявлення про океанічну мантію. Отримані дані відкривають нове уявлення про склад мантії, глибоку геологію Землі та потенційні біогеохімічні умови, пов’язані з зародженням життя.

Розуміння земної мантії має вирішальне значення для розуміння важливих деталей земної системи, включаючи земний магматизм, формування земної кори та кругообіг елементів між надрами планети, гідросферою, атмосферою та біосферою. Значна частина відомостей базується на каменях, викопаних з дна океану.

Однак ці зразки часто не мають критичного геологічного контексту та піддаються зміненій мінералогії через магматичні процеси та вивітрювання морського дна, включаючи серпентинізацію. Хоча ядра гірських порід абісальних перидотитів – основної породи верхньої мантії Землі – можуть забезпечити безперервний запис, буріння кілометрових отворів, необхідних для їх отримання, виявилося складним завданням.

Нещодавній успіх буріння

Тепер Йохан Ліссенберг і його колеги повідомляють про відновлення та характеристику майже безперервного 1268-метрового керна серпентинізованого абісального мантійного перидотиту з Серединно-Атлантичного хребта. Керн був зібраний у 2023 році під час експедиції 399 Міжнародної програми відкриття океану (IODP) з гідротермально активного регіону під назвою Масив Атлантида. Лісенберг та ін. задокументовано значні мінералогічні варіації в керні в різних масштабах, включаючи рівні серпентинізації.

Вміст піроксену в зразку також був несподівано низьким порівняно з іншими зразками абісального перидотиту в усьому світі, що могло бути наслідком високого ступеня виснаження та розчинення піроксену під час течії розплаву. І, всупереч загальним моделям, було виявлено, що міграція розплаву є нахиленою до мантійного підйому. Автори спостерігали взаємодію гідротермальної рідини та породи по всьому керну з окисним вивітрюванням до 200 метрів. Було також виявлено, що габброві інтрузії відіграють несподівану роль у гідротермальних змінах і в регулюванні складу рідин із розміщених у перидотитах гідротермальних джерел, які були запропоновані як моделі середовища, де пребіотична хімія могла призвести до розвитку життя на ранній Землі та інших планетах. тіла.

«Десятиліття відбору проб океанічного дна шляхом днопоглиблення намалювали приблизну мінералогічну картину мантії. Проте кожна нова бурова місія відкриває дивовижні види мантії та формування океанічної кори», — пише Ерік Хеллебранд у відповідній статті «Перспектива». «Більш амбітні бурові проекти виявлять важливі елементи для розуміння біогеохімічних ефектів океанічної мантії».