Исследования, проведенные Техасским университетом в Арлингтоне и Институтом гималайской геологии Вадиа, показывают, что водород, кислород, вода и углекислый газ образуются в мантии Земли на сотни километров ниже поверхности земли.
«Это открытие важно, поскольку оно показывает, как могла происходить планетарная эволюция Земли», - сказал Асиш Басу, профессор UTA по наукам о Земле и окружающей среде и соавтор обложки статьи, опубликованной в журнале Geology в августе.
Исследователи сосредоточили свое внимание на семикилометровой части верхней мантии Земли, которая в настоящее время находится в Высоких Гималаях на высоте от 12 000 до 16 000 футов. Эта часть мантии была выдвинута вверх к вершине гор в результате того, что Индийская плита отодвинулась на север в Азию, сместив древнее дно океана Тетис и лежащую под ним мантию, чтобы создать Гималайский горный пояс около 55 миллионов лет назад.
«Это важно, так как это означает, что мы можем анализировать природу мантии под земной корой, на глубинах, которых бурение не может достичь», - пояснил Басу. «Одним из ключевых первоначальных открытий было обнаружение микроалмазов, вмещающие породы которых образовались в переходной зоне мантии на глубине от 410 до 660 километров ниже поверхности земли».
Изучая вмещающие породы и связанные с ними минералы, ученые получили уникальную возможность исследовать природу глубинной мантии. Они обнаружили первичные включения углеводородов и водородных флюидов вместе с микроалмазами с помощью лазерной спектроскопии Рамона. Открытие также показало, что среда в глубинах переходной зоны глубокой мантии, где формируется алмаз, лишена кислорода.
Исследователи предполагают, что во время адвективного переноса или подъема мантии в более мелкие зоны мантии углеводородные флюиды окисляются и осаждают алмазы, механизм, который также может быть ответственным за образование более крупных алмазов, таких как самый ценный в мире, Koh -i-Noor или бриллиант Mountain of Light, теперь в короне королевы Англии.
«Мы также обнаружили, что глубинный апвеллинг мантии может окислять обедненные кислородом флюиды с образованием воды и углекислого газа, которые, как известно, вызывают глубокое плавление мантии», - сказал Сувик Дас, научный сотрудник UTA.
«Это означает, что многие ключевые соединения, влияющие на эволюцию, такие как углекислый газ и вода, образуются в мантии», - добавил он.
Статья была опубликована под названием «Перидотитовый алмаз in situ в офиолитах Инда, полученный из углеводородных флюидов в переходной зоне мантии» в журнале The Geological Society of America's Geology за август 2017 года в качестве обложки. Другой соавтор - Б. К. Мукерджи, ученый из Института гималайской геологии Вадиа.
Это исследование является частью стратегической темы UTA глобального воздействия на окружающую среду.