Новый анализ выявил источник окисления, обнаруженный в образцах горных пород с побережья Греции, где около 45 миллионов лет назад геологическая активность породила взрывоопасные дуговые вулканы, сообщает группа исследователей в журнале Nature Geoscience.
Вулканические породы дуги сильно окислены, что привело ученых к предположению, что флюиды, поступающие из субдуктированных океанических пород, могут быть окислителем, сказал профессор Бостонского колледжа наук о Земле и окружающей среде Итан Бакстер, соавтор исследования. отчет.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда Бакстера из Бостонского колледжа вместе с коллегами из Сорбонны, Университета Южной Каролины и Даремского университета (Великобритания) попытались идентифицировать отпечаток источника жидкости в остатках древних субдуктивных океанических кора, найденная на греческом острове Сифнос.
Группа исследователей изучила образцы крупных кристаллов граната, которые содержат концентрические кольца роста, очень похожие на годичные кольца дерева. По словам Бакстера, внутри этих колец есть химически уникальные зоны, которые меняются от ядра кристалла до края. Эти зоны отражают эволюцию горной системы, в которой произрастает гранат, на протяжении миллионов лет. В этих породах изотопный состав железа варьируется от ядра к краю, что способствует выделению окислительного флюида.
Команда использовала электронный микрозондовый анализ и изотопный анализ железа, чтобы задокументировать прогрессивные изменения в горной системе, зарегистрированные в этих сильно зональных гранатах, сказал Бакстер, чьи исследования финансируются Национальным научным фондом.
«Химическое и изотопное зонирование граната подтверждает идею о том, что эти породы выделяли окисляющие жидкости во время субдукции», - сказал Бакстер. «Мы химически «отпечатали» источник этих окисляющих флюидов в зонах субдукции».
Эти новые измерения впервые показывают, что кристаллы граната сохраняют зональность изотопного состава железа от раннего ядра до более поздних кайм, сообщает команда.
«Когда мы обнаружили значительную зональность в составе изотопов железа в этих гранатах, мы поняли, что нашли неиспользованный архив химических изменений, связанных с флюидами», - сказал Бакстер, соавтор отчета с исследователями Бостонского колледжа Анной Р. Герритс и Пол Г. Старр, Эдвард К. Инглис из Сорбонны, Бесим Драгович из Университета Южной Каролины и Кевин В. Бертон из Даремского университета (Великобритания).
Бакстер сказал, что следующие шаги в этом исследовании включают дальнейшую проверку гипотезы путем изучения того, что вызвало окисление жидкостей.
«Эти окисляющие жидкости несут определенные вещества, способные окислять горные породы, в которые они входят», - сказал Бакстер. «Самым известным примером может быть то, как окисляющие жидкости могут вызывать ржавчину железосодержащих материалов под воздействием погодных условий. Основываясь на химической зональности граната, мы знаем, что флюиды, выделяемые из наших образцов, окисляются, но мы не знаем, почему они окисляются или что представляют собой окислители».