Давні вулкани Землі живилися водою з надр планети

13 вересня 2026 р. 23:25

13 вересня 2026 р. 23:25

Давні вулканічні породи із Західної Австралії свідчать, що понад три мільярди років тому вода вже проникала глибоко всередину Землі та допомагала живити вулканічну активність. Про це повідомляє міжнародна команда геологів, чиї результати узагальнені на ресурсі ScienceDaily .

Дослідники вважають, що водонасичені фрагменти земної кори періодично занурювалися в мантію за механізмом, який вони назвали «дрипдукція». Похована таким чином вода сприяла утворенню магми й виверженням вулканів, схожих на сучасні вулкани Тихоокеанського «вогняного кільця».

Як вода потрапляла в надра молодої Землі

Команда під керівництвом геохіміка Еріка Ванденбурга (Eric D. Vandenburg) з Університету Аделаїди вивчала одні з найдавніших вулканічних порід планети з кратону Пілбара в Західній Австралії. Хімічний аналіз цих порід показав, що вода колись опинилася на значній глибині під поверхнею, перш ніж взяти участь у формуванні магми.

Сьогодні основну роль у перенесенні води в надра відіграє тектоніка плит. У зонах субдукції одна літосферна плита занурюється під іншу, захоплюючи з собою океанічну воду в напрямку мантії. Там вода сприяє плавленню порід, утворенню магми та живленню вулканів, які, зокрема, беруть участь у формуванні континентів.

Однак понад три мільярди років тому Земля була значно гарячішою, і плити, за сучасними уявленнями, ще не могли рухатися так, як зараз. Тому залишалося незрозумілим, чи могла поверхнева вода тоді взагалі досягати глибин мантії і яким шляхом.

За словами Ванденбурга, несподіванкою стало виявлення ознак того, що значні об’єми води вже потрапляли в глибини планети й впливали на формування давніх вулканічних порід.

Механізм «дрипдукції» замість сучасної субдукції

Щоб пояснити ці дані, вчені запропонували інший геологічний механізм, який міг діяти до становлення сучасної тектоніки плит. Вони назвали його «дрипдукція» (від англ. drip — крапля, стікання).

У цій моделі щільні, зволожені ділянки відносно холоднішої зовнішньої кори періодично провисали й «стікали» вниз у гарячішу мантію. Разом із ними в глибини заносилася й вода.

У міру занурення такі фрагменти кори вивільняли воду в мантію. Це, своєю чергою, сприяло частковому плавленню порід, утворенню магми, її підйому до поверхні, виверженням вулканів і формуванню порід, які збереглися донині.

Таким чином, хоча рання Земля працювала не так, як сучасна, деякі ключові процеси — зокрема глибинна циркуляція води — могли вже бути запущені.

Коли Земля почала «переробляти» свою поверхню

Отримані результати стосуються однієї з головних загадок геології: коли саме матеріали з поверхні почали систематично потрапляти в глибокі шари планети й повертатися назад?

Визначення моменту, коли вода вперше стала проникати на великі глибини, важливе тому, що цей процес впливає на вулканізм, ріст континентів і переміщення хімічних елементів, які мають значення для розвитку життя.

Висновки дослідження вказують, що обмін між поверхнею та надрами Землі розпочався значно раніше, ніж вважалося. Молода планета, ймовірно, була не статичною, а дуже динамічною системою, яка вже тоді «переробляла» один зі своїх найважливіших ресурсів — воду.

Хімічні сліди з глибини 3,1 мільярда років

Породи такого віку надзвичайно рідкісні, тому регіон Пілбара має особливу цінність. Тут збереглися одні з найкраще вивчених фрагментів ранньої земної кори, що дає змогу зазирнути в геологічні процеси, які відбувалися мільярди років тому.

Аналізуючи хімічні «підписи» в цих породах, команда реконструювала події, що мали місце приблизно 3,1 мільярда років тому. Вміст води в джерелі цих давніх вулканічних порід виявився подібним до сучасних магматичних дуг — зон активного вулканізму на кшталт Тихоокеанського «вогняного кільця».

Це свідчить, що вже тоді поверхнева вода досягала мантії й впливала на вулканізм, хоча механізм її занурення відрізнявся від нинішньої субдукції.

У дослідженні брали участь науковці з Університету Аделаїди, Університету Монаша, Геологічної служби Західної Австралії, Університету Кертіна, Австралійського національного університету, Кардіфського університету та німецького центру GEOMAR Helmholtz для океанічних досліджень.

Наука