Циркони-примари з острова Пасхи похитнули уявлення про мантію Землі

Острів Пасхи розташований навпроти Південної Америки і входить до «Вогняного кільця» — ланцюжка вулканічних островів, що оздоблюють Тихий океан. Це молоді структури, не старші за кілька мільйонів років. Ось чому знахідка стародавніх цирконів у цих місцях спантеличила геологів. Одне з можливих пояснень — стабільніша, ніж це допускали раніше, мантія.

Згідно з сучасними уявленнями, земна кора розбита на плити. Ті, що несуть на собі континенти, — потужні й дуже старі, а ті, що під океанами, — тонкі та молоді. Океанічні плити постійно в русі, і уткнувшись у твердішу структуру, пірнають під неї, опускаються в мантію, переплавляються.

Океанічна кора складена базальтами, що вилився на поверхню з численних вулканів. Острів Великодня — одне з таких вікон у мантійні надра. Тим загадковішими виглядають знахідки там досить старих цирконів віком 165 мільйонів років.

До цього циркони віком 180 мільйонів років виявили на підводному Південно-Західному індійському хребті. Зустрічалися в океані і ще давніші палеозойські циркони. Усе це потребувало пояснення. У науковій літературі незвичайно давні циркони з молодих океанічних «гарячих крапок» охрестили «привидами». Можливо, що це залишки чогось давнішого, що давно зникло в зонах субдукції.

Міжнародний колектив вчених на чолі з геологом Яміркою Роджас-Аграмонте, який представляє Кільський університет імені Крістіана Альбрехта та Університет Майнца в Німеччині, вирішили розібратися у проблемі.

«Присутність цирконів-привидів — це можливість реконструювати геологічну історію мантії Землі», — пояснили дослідники у статті, опублікованій на платформі ESS Open Archive, яка ще не пройшла рецензування.

На думку Роджас-Аграмонте, мантійні плюми можуть бути набагато довше, ніж вважається. Ця ідея прийшла до неї після відкриття на Галапагоських островах цирконів віком 164 мільйони років.

Знахідка цирконів-примар на острові Великодня — ще одне підтвердження. Але як це можливо, якщо цей клаптик суші виник якнайбільше чотири мільйони років тому, найстаріша підводна гора в цій гарячій точці датується 48 мільйонами років?

Дослідники запропонували таку версію. Мантійний плюм у районі острова Великодня почав діяти приблизно 165 мільйонів років тому. Про цю активну фазу плавлення земної кори свідчать найдавніші зі знайдених цирконів.

Використання плюма призвело до появи траппів — великого масиву базальтів, що вилилися. Згідно з моделюванням, проведеним авторами роботи, трапи виникли на гіпотетичній палеозойській плиті Фенікс, яка зникла під Антарктичним півостровом між 150 і 102 мільйонами років тому. Не виключено, що це відлуння «події Землі Палмера», що призвела до зминання південної частини півострова.

Геологічні свідчення цього бурхливого етапу не збереглися, крім цирконів-примар. Якщо мантійний плюм діє мільйони років, то верхня частина мантії, звідки він росте, має бути стабільною протягом 165 мільйонів років. Це суперечить сучасним уявленням, згідно з якими астеносефер — рідкий шар у верхній мантії — активно перемішується.