Истоки лавы, изливающейся в ходе крупнейших современных извержений, остаются предметом дискуссий. Речь идёт о срединно-океанических хребтах, которые тянутся на десятки тысяч километров в морских глубинах. В этих местах земная кора разрывается, и частично расплавленная порода постоянно заполняет образующиеся пустоты, формируя новую океаническую кору. Эту часть никто не оспаривает.

Вопрос состоит в том, насколько верно мы интерпретируем лавы этих извержений, то есть правильно ли мы понимаем, что они рассказывают нам о мантии. Это очень важная проблема, потому что у нас слишком мало источников сведений об этой части планеты. И главная трудность заключается в оценке изменений, через которые прошла порода, выйдя из мантии, оказавшись на морском дне и дождавшись учёных.

Остывающая лава исландского Эйяфлатлайокудля (фото Martin Rietze / Corbis).

Издавна при определении минерального состава этих пород геологи полагаются на так называемую фракционную кристаллизацию. Представьте себе некий объём магмы, которая охлаждается: минералы один за другим застывают и опускаются на дно, и расплавленного материала становится всё меньше. Элементы, находящиеся в расплаве, постепенно реагируют с кристаллизовавшимися минералами, и в конце концов остаются только «несовместимые элементы». Как правило, это редкие элементы, стронций, неодим и гафний, которые и дают ключ к разгадке происхождения магмы в мантии.

Когда магма полностью излита и охлаждена, то, что вы получаете в итоге (то есть состав океанической коры), зависит от начального сочетания элементов (в мантийной породе), времени, ушедшего на остывание, и того, добавлялась ли свежая мантия в процессе. Короче говоря, то, что у вас лежит в горшке, соответствует тому, что вы туда положили, не правда ли?

Нет, говорят геологи Хью О'Нил из Австралийского национального университета и Фрэнсис Дженнер из Института Карнеги (США), которые обнаружили неожиданную закономерность в «несовместимых элементах», действующую во всё мире. Она намекает на более масштабный и единый процесс производства магмы, которая составляет океаническую кору Земли: «круговорот магмы через глобальный ансамбль магматических бассейнов» — вот как они это называют.

Почему это важно? Как поясняет в сопутствующей статье геофизик Альбрехт Хофман из Института химии Общества Макса Планка (ФРГ), это означает, что мы должны пересмотреть процесс, отвечающий за самые объёмные извержения на планете. Такого рода фундаментальные изменения, конечно, случаются не каждый день.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Подготовлено по материалам Discovery News.