Порода, найденная в Папуа — Новой Гвинее, помогла учёным восстановить необычную температурную историю участка земной коры. Около четырёх миллионов лет назад она опустилась более чем на 90 километров в глубь планеты. Исследование международной группы под руководством Гёттингенского университета показало, что сначала порода находилась в аномально горячей среде, а затем попала в область с относительно более холодным режимом субдукции.
Субдукцией называют погружение одной тектонической плиты под другую в зоне их столкновения. Такие процессы связаны с землетрясениями и вулканизмом, а также участвуют в долгосрочном круговороте веществ, включая углекислый газ, между поверхностью и внутренними слоями Земли. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Geoscience, а финансирование обеспечил Немецкий научно-исследовательский фонд.
Исследователи изучили эклогит — красно-зелёную породу, которая формируется под огромным давлением в зонах субдукции. Внутри образца обнаружили мельчайшие кристаллы коэсита, минерала, возникающего только при чрезвычайно высоком давлении. Они оказались заключены в другом минерале и сохранили сведения об условиях, через которые прошла порода.
Анализ этих микроскопических признаков показал, что образец побывал на глубине не менее 90 километров, где температура достигала примерно 800 градусов Цельсия. Однако уже на отметке около 45 километров порода нагрелась приблизительно до 700 градусов. Таким образом, при дальнейшем погружении ещё на 45 километров температура выросла всего примерно на 100 градусов.
Такая картина расходится с существующими моделями распределения тепла в зонах субдукции. «Finding this change from hot to cold subduction was unexpected as this contradicts our current thermal models of subduction zones», — пояснил доктор Ян Шёниг из Геонаучного центра Гёттингенского университета. По реконструкции учёных, на небольшой глубине порода испытала необычно сильный нагрев, а затем оказалась в условиях, где температура увеличивалась с глубиной значительно медленнее ожидаемого.
Одним из возможных объяснений специалисты считают дополнительное тепло, возникающее из-за интенсивного трения плит на сравнительно малой глубине. Другой вариант связан с тем, что зона субдукции могла существовать недостаточно долго для формирования более холодного режима, предусмотренного традиционными расчётами. Оба фактора могли действовать одновременно, а уточнение температурных условий поможет лучше изучать землетрясения, вулканизм и долгосрочный углеродный цикл.