|
Ценные сведения о происхождении жизни на Земле
|
|
|
|
Если бы вы разрезали его, то увидели бы, что Земля разделена на отдельные слои. Сверху находится относительно тонкая земная кора, в которой мы живем. Под ним находится слой мантии толщиной 2900 км. Далее, внутри мантии находится самое внутреннее металлическое ядро нашей планеты.
|
|
|
|
Мантия - это самый большой слой горных пород на Земле. Однако, поскольку она покрыта по меньшей мере шестикилометровой толщей земной коры, бурение в ней, как правило, было невозможным. Единственным исключением были случаи, когда мантия обнажалась в результате разлома, когда в земной коре образовывалась трещина.
|
|
|
|
Я был частью международной команды, которая извлекла с морского дна рекордный керн мантийной породы длиной 1268 м (длинный цилиндрический образец породы, собранный буром). Этот образец, который более чем в шесть раз длиннее предыдущего образца мантийной породы, позволил нам получить представление о составе этого, по большей части, недоступного слоя Земли. Более подробную информацию вы можете прочитать в журнале Science.
|
|
|
|
Найденные нами породы известны как абиссальные перидотиты — первичные породы верхней мантии Земли. Мы собрали керн из зоны, называемой Срединно-Атлантический хребет, на морском дне в северной части Атлантического океана. Учения проводились с исследовательского судна Joides Resolution. Это произошло во время экспедиции 399 в рамках проекта под названием IODP (Международная программа изучения океана).
|
|
|
Помимо того, что буровой керн позволяет по-новому взглянуть на состав мантии, он дает нам возможность по-другому взглянуть на глубинную геологию Земли и условия, которые могли быть связаны с зарождением жизни.
|
|
|
|
Срединно-Атлантический хребет находится на границе двух тектонических плит, покрывающих Землю. На этой границе между плитами Африка и Европа отделяются от Америки со скоростью чуть более 2 см в год.
|
|
|
|
Здесь в результате частичного таяния горных пород в верхней части мантии образуется новая кора, которая удаляется от горного хребта. Верхняя мантия также поднимается вверх, так что между тектоническими плитами не образуется зазора.
|
|
|
|
В нашей статье излагаются предварительные интерпретации результатов бурения. Горные породы в основном состоят из породы под названием гарцбургит, которая образуется в результате частичного плавления мантии, когда она поднимается под хребет. Хотя они также могли образоваться в результате гораздо более раннего периода плавления.
|
|
|
|
По сравнению с нетронутой мантией, в горных породах намного меньше минерального пироксена. В них также очень высокая концентрация магния. Оба эти вещества являются результатом высокой степени плавления. Это плавление происходило по мере того, как мантия поднималась из более глубоких частей Земли к поверхности.
|
|
|
|
Горные породы достигли поверхности в результате процесса, называемого апвеллингом, а затем образования разломов, когда одна часть горной породы проскальзывает мимо другой. Сначала горные породы стали более твердыми, а затем расплавленная магма пробила себе путь сквозь них. В результате образовались горные породы, называемые габбро.
|
|
|
|
Изучение каналов, по которым расплавленная порода транспортируется через мантию, может рассказать нам о том, как мантия плавится и питает вулканы и габбро.
|
|
|
|
По мере приближения горных пород к океану морская вода вступала в химическую реакцию как с гарцбургитами, так и с габбро, изменяя их состав. Когда морская вода проходит через горные породы, она тоже меняется, превращаясь в так называемую циркулирующую жидкость. Он приобретает другой состав по мере того, как химические вещества попадают в него из горных пород.
|
|
|
|
Мантийные породы в регионе, где мы извлекли керн из скважины, связаны с зоной, называемой гидротермальным полем Затерянного города, которое находится примерно в 800 метрах к югу от места бурения. В этом месте на морском дне образуются высокие сооружения, называемые вентиляционными трубами, из-за взаимодействия морской воды с находящимися там скалами.
|
|
|
|
Эти трубы выделяют теплые жидкости с особым химическим составом в окружающую морскую воду. Аналогично тому, что мы наблюдали при взаимодействии морской воды с породами в нашем буровом керне, жидкость из этих труб сначала превращается в морскую воду. Затем она проходит вниз через проницаемую океанскую кору. Она нагревается, меняет свой химический состав и затем выходит обратно через дымоходы.
|
|
|
|
Вентиляционные жидкости Lost City обладают высокой щелочностью и богаты водородом, метаном и более сложными соединениями, богатыми углеродом. Затерянный город был предложен в качестве возможной среды обитания, в которой могла развиться жизнь на Земле.
|
|
|
|
Керн, который мы пробурили в рамках проекта IODP, является лучшей моделью, которая у нас есть для скального "субстрата" Затерянного города. Таким образом, новое ядро представляет собой потрясающую природную лабораторию для изучения реакций, происходящих в таких гидротермальных полях, в результате которых образуются необычные жидкости, которые, возможно, были важны для зарождения жизни.
|
|
|
|
Керн будет храниться в хранилище IODP в Бремене, Германия, и после короткого периода моратория будет доступен любому ученому для отбора проб. Все данные, собранные на судне, также будут доступны. Открытый международный доступ является образцовой особенностью IODP, и основной раздел будет служить справочным материалом на десятилетия вперед.
|
|
|
|
Источник
|
