Исследовательская группа под руководством профессора Сунь Вэйдуна из Института океанологии Китайской академии наук (IOCAS) и их сотрудников из Университета Кертина и Геологической службы Западной Австралии сообщила о замечательном событии охлаждения мантии, которое фиксирует начало современной тектоники плит.
Исследование было опубликовано в Earth and Planetary Science Letters 21 сентября.
Температура конвектирующей мантии оказывает первостепенное влияние на реологию, состав и, следовательно, на тектоническое поведение литосферы Земли. Верхняя мантия Земли охлаждалась с мезоархея. Однако охлаждение верхней мантии с архея обычно считалось в целом линейным.
Внутриплитные континентальные базальтовые породы служат прямым средством исследования теплового состояния астеносферы. Щелочной индекс [AI, = (Na 2 O +K 2 O) 2 /(SiO 2 – 35); оксидов в мас.%] базальтовых пород является прямой функцией температуры мантии, если давление частичного плавления удерживается в определенном диапазоне.
Исследователи провели статистический анализ глобальной геохимической базы данных внутриконтинентальных базальтовых пород, чтобы изучить изменения среднего AI за последний миллиард лет. Затем они применили моделирование Монте-Карло, чтобы сгенерировать процесс эволюции потенциальной температуры мантии (TP) за последний миллиард лет, используя тренд AI и существующие оценки TP.
Событие усиленного охлаждения мантии, когда TP уменьшилась примерно на 50 ℃ до 1400 ℃ в период от криогена до эдиакара (~ 720–541 миллион лет назад), совпадает с широко распространенным появлением метаморфических пород с низким термическим градиентом (T/P) , отражающих холодную субдукцию. океанической литосферы в условиях современной тектонической плиты.
«Мы предполагаем, что начало современной тектоники плит привело к усилению охлаждения мантии из-за рециркуляции гораздо большего объема холодной океанической литосферы в мантию. Это может быть вызвано добавлением огромных объемов отложений для смазывания зон субдукции после таяние Snowball Earth», — сказал Чен Цянь, первый автор исследования.
«Это исследование дает новое представление о начале современной тектоники плит и ее влиянии на эволюцию теплового состояния мантии », — сказал профессор Лю Хэ, соответствующий автор.
