АНТАРКТИЧЕСКИЕ ЦИРКОНЫ РАССКАЗЫВАЮТ ИСТОРИЮ РАННЕГО ВУЛКАНИЗМА
Геологи из Мичиганского технологического Университета Висконсина Ошкоша и ETH Zurich проследили возраст и химические составы, хранящиеся в крошечных минералах циркона, для изучения рециркуляции углерода с мантии на поверхность.
Лучшее понимание этих изменений в утилизации углерода помогает увидеть модели того, как ранние процессы планеты перешли от холодной Земли с почти глобальным ледяным покровом к более умеренным колебаниям между ледниковыми периодами и периодами потепления.
Химическое изменение регистрируется в масштабе континентов, но детали этого континентного изменения находятся в кристаллических структурах крошечных цирконов, собранных из Антарктиды. Некоторые из минералов меньше 100 микрон, это сопоставимо с шириной среднего человеческого волоса.
«Мы сосредоточились на поиске микроэлементов в этих цирконах, - говорит Диринг.
«Существует схема классификации, которую мы используем, чтобы определить оригинальный тип породы, в который вырос минерал, а затем рассказывает нам, какая магма оставила эту конкретную химическую подпись микроэлементов»
Вулканы выделяют много углекислого газа - гораздо больше, чем другие. Щелочные вулканы, такие как гора Этна в Италии и гора Эребус в Антарктиде, выбрасывают углекислый газ больше других вулканов в 10-50 раз. И это тот же тип вулканизма, который был идентифицирован в цирконах, изучаемых Дирингом.
«Щелочные магмы производятся путем плавления всего лишь немного мантии», - поясняет он, добавив, что, хотя они являются редкостью и небольшими по объему, их важность заключается в количестве появляющегося диоксида углерода и особых условиях, в которых они образуются. «Что происходит с субдукцией, так это то, что мантия становится« загрязненной »летучим материалом с поверхности Земли - водой, углеродом, серой».
Изменения, ведущие к этому знаменательному событию, происходят медленно, в течение сотен миллионов лет, и имеют серьезные последствия. По мере того, как Земля остывает во времени, и мантия становится все более загрязненной, она в конечном итоге образует щелочную магму, которая может прорваться на поверхность.
Более холодная субдукция и загрязнение мантии могут создавать породы, известные как блюзчисты, хорошо документированные в эпоху Эдиакар, наряду с щелочным вулканизмом. После импульса богатого углеродом вулканизма, выбросы углекислого газа в атмосфере, который также регистрируется в записи изотопа углерода, сопровождается периодом потепления. Все сказанное, эта серия событий породила атмосферу и геологические циклы, которые формировали планету так, как она есть сегодня.
«Чтобы создать временную шкалу, нам нужно было иметь даты на значительном количестве цирконов, охватывающих многие сотни миллионов лет», - говорит Диринг. «По сути, мы обнаружили, что на протяжении всей истории Земли произошел особенно значительный импульс выброса углерода, который непосредственно предшествовал камбрийскому взрыву, самому важному появлению жизни, которое еще не произошло».