Группа ученых, включая Майкла Акерсона из Карнеги и Бьорна Майсена, обнаружила, что граниты из национального парка Йосемити содержат минералы, которые кристаллизовались при гораздо более низких температурах, чем считалось возможным ранее. Это открытие переворачивает научное понимание того, как образуются граниты и что они могут рассказать нам о геологической истории нашей планеты. Их работы опубликованы в Nature.
Граниты - это магматические породы, состоящие преимущественно из минералов кварца и полевого шпата. Они являются связующим звеном между магматическими процессами, происходящими внутри Земли, и вулканическими породами, затвердевшими на поверхности Земли.
«Граниты - конечный продукт процессов, в результате которых наша планета разделилась на слои, и они являются ключом к пониманию формирования континентальной коры», - сказал Акерсон. «Минералы из гранитов записывают почти всю историю нашей планеты - от 4,4 миллиарда лет назад до наших дней».
Итак, понимание условий, при которых образуются граниты, важно для геологов, пытающихся разгадать процессы, которые сформировали Землю.
До сих пор преобладающее мнение о гранитах заключалось в том, что минералы, из которых они состоят, кристаллизуются, когда расплавленная порода охлаждается до температуры от 650 до 700 градусов по Цельсию (или от 1200 до 1300 градусов по Фаренгейту). Предполагается, что ниже этих температур граниты полностью кристаллизовались.
Ранее было известно, что при определенных условиях некоторые минералы, из которых состоит гранит, могут затвердевать при более низких температурах. Итак, команда, в которую также входили Николас Тейлби из Американского музея естественной истории и Брюс Уотсон из Политехнического института Ренсселера, использовала лабораторный анализ для определения температуры кристаллизации гранита в гранитах из национального парка Йосемити..
Команда использовала метод, называемый титаном, в кварцевой термометрии. Измерив количество титана, растворенного в кристаллах кварца, команда смогла определить температуру, при которой он кристаллизовался глубоко под землей, когда граниты формировались 90 миллионов лет назад..
Они продемонстрировали, что кристаллы кварца в образцах массива гранитного тела, называемого интрузивной свитой Туолумне в Йосемити, кристаллизовались при температуре от 474 до 561 по Цельсию (или от 885 до 1042 градусов по Фаренгейту) - до 200 градусов ниже, чем ранее считалось возможным для гранитов.
«Эти граниты рассказывают другую историю», - добавил Акерсон. «И это может переписать то, что мы думаем, что понимаем, как формируются континенты Земли».
Эти результаты могут повлиять на наше понимание условий, в которых земная кора впервые сформировалась во время гадея и архея. Они также могли бы объяснить некоторые недавние наблюдения о температуре, при которой вулканическая магма существует перед извержением, и о механизмах, посредством которых формируются экономически важные месторождения руды.