Головна / Земля / Чим глибше всередину Землі, тим вища ступінь окислення заліза

Чим глибше всередину Землі, тим вища ступінь окислення заліза

Аналіз рідкісних зразків речовини мантії привів вчених до дивовижного висновку: чим глибше, тим вища ступінь окислення заліза. Відкриття, опубліковане в журналі Nature Geoscience, багато що говорить про кругообіг речовин в надрах нашої планети.

Найглибша свердловина, пробурена людиною, йде вглиб Землі лише на дванадцять з половиною кілометрів. Зразки речовини з великих глибин потрапляють на поверхню в результаті природних геологічних процесів: вулканічних вивержень, дрейфу материків і так далі. Але чим глибше (в буквальному сенсі) намагається проникнути думка дослідника, тим важче йому знайти матеріал для вивчення. Такий важливий геохімічний параметр, як ступінь окислення заліза, добре відомий тільки до глибин, що не перевищують 200 кілометрів. Для порівняння: діаметр земної кулі – 6400 кілометрів.

Команда Леоніда Дубровинського (Leonid Dubrovinsky) з Байройтського університету в Німеччині вирішила по можливості закрити цей пробіл. Геологи вивчали рідкісні зразки алмазів з включеннями граната.

Ступінь окислення заліза, що міститься в цьому мінералі, з’ясовувалася за допомогою месбауерівської спектроскопії та рентгенівської кристалографії. Природно було очікувати, що метал буде ставати все менш окисленим при русі від поверхні, яка контактує з атмосферним повітрям, вглиб планети.

На свій подив, дослідники виявили, що ступінь окислення збільшується з глибиною. Ставлення Fe3+ / (Fe3+ + Fe2+) на глибині 240 кілометрів складала лише 0,08, а на глибині 500 кілометрів – вже 0,3.

Що може окисляти залізо так глибоко під поверхнею Землі? Автори вважають, що справа в карбонатах, які потрапляють в мантію у зонах субдукції, де океанічна кора занурюється назад в надра планети.

«Ми багато знаємо про вуглецеві цикли на поверхні Землі, але як щодо мантії? – пояснює один з авторів статті Томас Стачел (Thomas Stachel). – Наше дослідження показує, що поверхневий вуглець у вигляді карбонатів занурюється до глибин щонайменше 550 кілометрів. Там ці карбонати можуть плавитися і реагувати з оточуючими породами, в кінцевому підсумку кристалізуючись в алмази».

Одержаний кристалічний вуглець може осідати ще глибше, аж до межі земного ядра, і зберігатиметься там мільярди років.

 
comments powered by HyperComments