Галапагосский архипелаг - одна из самых известных групп островов в мире. Многие виды животных и растений уникальны из-за изолированного расположения островов в Тихом океане, в 1000 км от побережья Эквадора. Благодаря недавно подписанному специальному соглашению о сотрудничестве ученые-геологи из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга (JGU) в Германии в ближайшие годы получат возможность исследовать геологическое развитие Галапагосских островов. Недавно был обнаружен необычный минерал, который поднимает далеко идущие вопросы о составе источника магмы, из которого образовались эти океанические острова.
Идея сотрудничества принадлежит геологу доктору Ямирке Рохас-Аграмонте, члену группы изотопной геологии в Институте наук о Земле JGU. Она изучала возраст пород с разных островов архипелага с 2014 года и была поражена, когда вдруг наткнулась на минеральный циркон на песчаном пляже. «Чрезвычайно необычно находить цирконы в базальтовых породах, таких как те, что преобладают на Галапагосских островах», - пояснил Рохас-Аграмонте. Циркон, минерал циркония, обычно используется для определения возраста древних пород. Циркон поглощает следовые количества урана, когда он кристаллизуется во вновь образованной породе. Со временем этот уран медленно распадается на свинец. Соотношение между образовавшимся свинцом и оставшимся ураном можно использовать для определения возраста циркона и, следовательно, его вмещающей породы.
Зерна циркона, обычно размером менее 0,2 миллиметра, сначала исследуются под микроскопом в Майнце, а затем, при необходимости, отправляются в Китай или Австралию для анализа с помощью устройства, называемого чувствительным ионным микрозондом высокого разрешения..«Для целей так называемого датирования SHRIMP мы много лет сотрудничали с лабораторией в Пекине, Пекинским центром SHRIMP», - сказал профессор Альфред Кронер из JGU незадолго до того, как снова отбыл с образцами галапагосского циркона в своем багаже.
Неожиданное открытие цирконов в базальтовых породах
Теперь установлено, что циркон происходит из молодых базальтовых пород, основного типа горных пород, образующих Галапагосские острова. Эта порода образовалась в результате извержений вулканов, подобных тем, которые все еще происходят в западной части архипелага. «Однако некоторые из недавно обнаруженных нами цирконов намного старше, чем можно было бы ожидать найти в молодой магматической породе», - заявил Кронер. Как именно эти древние цирконы попали в галапагосские базальты, остается загадкой. Объяснение вполне может иметь широкое значение для понимания системы земной коры и мантии и геодинамики мантии Земли. Одна из современных теорий состоит в том, что в глубоких слоях мантии могли происходить необъяснимые ранее процессы рециркуляции.
Геофизики из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце и их коллеги из Испании, Австралии и Эквадора, работающие в широком диапазоне различных дисциплин, впервые будут сотрудничать в этом проекте, чтобы исследовать различные гипотезы и искать для дальнейших частей головоломки, которые помогут найти решение. В течение следующих нескольких лет они будут проводить совместные исследования Галапагосских островов в рамках междисциплинарного подхода, направленного на изучение геологической загадки, значение которой может выходить далеко за рамки простого выяснения образования Галапагосских островов.
Рамочное соглашение о сотрудничестве между Университетом Майнца и Дирекцией национального парка Галапагосских островов рассчитано на три года до конца 2020 года и будет продлено за счет конкретных соглашений по отдельным исследовательским проектам. По соображениям охраны природы существует строгий контроль доступа на Галапагосские острова. В дополнение к Др. Ямирке Рохас-Аграмонте и профессору Альфреду Кронеру, седиментологу доктору Клеменсу Зеелосу также было разрешено работать на месте. Следующая экспедиция с участием представителей групп геофизики, вулканологии и петрологии JGU запланирована на июнь 2019 года. Дополнительными партнерскими учреждениями являются Университет Гранады, Австралийский национальный университет и Университет лас-Фуэрсас-Армадас в Кито, Эквадор. Предварительная работа финансировалась Немецким исследовательским фондом (DFG) и за счет внутриуниверситетского финансирования исследований, предоставленного Майнцским университетом имени Иоганна Гутенберга.