Международен екип от учени, ръководен от изследователи от Университета в Гьотинген, Германия, откри скала, която е потънала на повече от 90 километра под земната повърхност преди около четири милиона години. Анализът ѝ разкрива необичайна температурна история, която противоречи на досегашните представи за процесите в зоните на субдукция.

Земната кора и най-външната част на мантията са разделени на големи тектонични плочи, които се движат бавно. Когато две плочи се сблъскат, едната може да потъне под другата и да навлезе дълбоко във вътрешността на планетата. Този процес се нарича субдукция.

Тези зони са свързани с мощни земетресения и вулканична активност. Те играят роля и в дългосрочното регулиране на земния климат, тъй като участват в циркулацията на вещества, включително въглерод, между повърхността и земните недра.

Изследваната скала от Папуа Нова Гвинея е вид метаморфна скала, известна като еклогит. Под огромното налягане в земните недра първоначалните скали могат да се преобразуват в този характерен червено-зелен материал.

В нея учените открили микроскопични кристали от коесит – минерал, който се образува при изключително високо налягане. Затворени в друг минерал, тези кристали са запазили сведения за условията, на които скалата е била изложена по време на движението си в дълбочина. Анализът показал, че тя е достигнала поне 90 километра под повърхността, където температурата е била приблизително 800 °C. Най-изненадващото откритие било свързано с температурите, които скалата е изпитала по време на потъването си.

Според реконструкцията на изследователите на дълбочина около 45 километра температурата вече е достигала приблизително 700 °C. Така, след като е потънала още 45 километра, скалата е била изложена на температура, по-висока само с около 100 °C.

Това не означава, че температурата е спаднала с увеличаването на дълбочината. Тя продължила да се повишава, но много по-бавно, отколкото предвиждат обичайните модели за зоните на субдукция. Изследователите установили преход от необичайно горещи условия в по-плитките части към температурен режим, характерен за сравнително по-хладна субдукция в по-голяма дълбочина.

Според д-р Ян Шониг от Центъра по геонауки към Университета в Гьотинген подобна промяна е неочаквана, тъй като противоречи на съществуващите модели за температурните условия в тези зони.

Макар учените и преди да са откривали скали, свидетелстващи за необичайно високи температури, този път за първи път са успели да реконструират толкова ясно преминаването между различни температурни условия по време на потъването на една скала.

Екипът разглежда няколко възможни обяснения. Едното е, че триенето и интензивните сили на срязване между тектоничните плочи произвеждат повече топлина на сравнително малки дълбочини, отколкото се е смятало досега. Друга възможност е зоната на субдукция да не е съществувала достатъчно дълго, за да се установи по-хладният температурен режим, предвиждан от традиционните модели.

Възможно е и двата механизма да са допринесли за необичайната температурна история на скалата. Необходими са допълнителни изследвания, за да се установи каква е била относителната им роля. По-точното разбиране на температурите в зоните на субдукция може да помогне на учените да усъвършенстват моделите, с които изследват процесите, свързани със земетресенията и вулканичната активност.

Откритието има значение и за изучаването на дългосрочния въглероден цикъл – процеса, чрез който въглеродът се придвижва между земната повърхност и вътрешността на планетата. Този цикъл е един от факторите, които влияят върху климата в продължение на милиони години. Проследяването на температурните промени в потъващите скали предоставя нов начин за изследване на субдукцията и развитието ѝ в продължение на милиони и дори милиарди години.

Снимка: Unsplash

Виж още: Само срещу 40 долара на ден може да си наемете хуманоиден робот, който да ви следва