Почему в вулканической лаве мало железа, а в океанической коре много? Новая версия геологов

Кажется, исследователи заглянули уже во все уголки нашей планеты, куда только было возможно. Поэтому вдвойне странно узнавать о существовании территорий, которые остаются для ученых загадкой. Одни из таких клочков неизведанного — горячие и бурлящие внутренности Земли. Даже на меньших глубинах твердая оболочка нашей планеты содержит множество неизвестных. Геологи убеждены: это ставит под большой вопрос все наши знания о появлении континентов.

Известно, что магма, которая поднимается, образуя континентальную кору, отличается от магмы, просачивающейся из срединно-океанических хребтов. Расплавленный материал, вырывающийся из вулканов на суше, содержит меньше железа, что делает его значительно легче. В результате он «плавает» над мантией Земли, в то время как океаническая кора образует нижний бассейн.

Почему существует эта разница — исследователи могут только догадываться. В 2018 году они предположили: когда одна плита скользит под другую, давление кристаллизует силикатный материал в поднимающейся магме, высасывая железо из расплавленной породы.

Геолог Элизабет Коттрелл считает, что эта теория звучит неубедительно. На страницах журнала Science она объясняет: для удаления железа посредством кристаллизации силикатов требуется очень высокое давление, но некоторые участки земной коры, где потоки магмы с дефицитом железа, недостаточно толстые, чтобы создалось подходящее давление.

Симулируя тепло и давление зон субдукции в лаборатории, Коттрелл с коллегами измерила уровни железа и оксида железа в моделируемой континентальной коре. Они использовали цилиндр-поршень, который может сжимать крошечные образцы расплавленной породы с интенсивным давлением и температурой, чтобы соответствовать условиям магматических камер в земной коре.

Даже при давлении, в 15–30 тысяч раз превышающем давление земной атмосферы, кристаллы силикатного материала не смогли удалить из породы достаточно железа, чтобы объяснить уникальный состав континентальной коры Земли.

По словам исследователей, кристаллизация вряд ли влияет на «тенденцию истощения запасов железа, наблюдаемую в континентальной коре». Более вероятно, что окисленную среду создают условия в мантии Земли под континентальной корой.

А пока одни исследователи спорят о происхождении континентов, другие показали, какой будет Земля через 300 миллионов лет.