Учёные из Института Smithsonian и Университета Род-Айленда обнаружили неожиданные связи между степенью окисления железа в вулканических породах и химическими изменениями в глубинах Земли. Эти открытия противоречат существующим гипотезам и указывают на важную роль углерода, циркулирующего в недрах планеты.

Исследование состава вулканического стекла

Лидеры исследования, геологи Элизабет Коттрелл и Katherine Kelley, изучали степень окисления железа — соотношение его трёхвалентной (Fe³⁺) и двухвалентной (Fe²⁺) форм — в образцах магмы, застывшей в виде стекла на морском дне. Использование высокоточной спектроскопии позволило выявить тонкие вариации, которые ранее оставались незамеченными.

Неожиданные корреляции

Результаты показали, что лава с меньшим содержанием Fe³⁺ содержит больше элементов, таких как барий, торий, рубидий и лантан — эти вещества склонны концентрироваться в породах, а не оставаться в глубинах Земли. Кроме того, окисление железа связано с соотношением изотопов, характерных для древних источников магмы, что указывает на их неизменность в процессе извержения.

Роль углерода в магматических процессах

Углерод — важный компонент, который обычно обогащает магму при плавлении пород. Однако его роль сложно определить, поскольку он легко испаряется и уносится с океанской водой. По словам Коттрелл, большая часть углерода — около 90% — находится в глубинах Земли, ниже поверхности.

Влияние окисления на содержание углерода

Образцы с меньшим окислением железа показывают более сильное влияние углерода, что подтверждает теорию о его участии в процессах плавления. Когда углерод поднимается к поверхности, он захватывает кислород, оставшийся в породах, и способствует снижению окисления железа. Это объясняет, почему редуцированные лава богатая углеродом, демонстрирует характерные признаки глубоких процессов плавления.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.