10.08.2024, 12:03
Татьяна Пичугина
8
64,7 тыс

Геологи достали образцы верхней мантии с рекордной глубины

❋ 5.3

Сверхглубокое бурение в Атлантическом океане увенчалось успехом. Ученым удалось заглянуть в «тектоническое окно» и добыть почти непрерывный образец верхней мантии длиной более километра. Анализ минерального состава преподнес первые сюрпризы.

Верхняя мантия
Образец перидотитов под микроскопом в поляризованном свете / © Johan Lissenberg

Как ни странно, но мы порой знаем больше о далеких звездах и галактиках, чем о том, что у нас под ногами. Одна из таких загадочных сфер, пока недоступных прямому изучению, — мантия Земли. Это промежуточный слой между земной корой и ядром. Пробиться к нему еще не удалось — слишком глубоко. 

Больше шансов сделать это в океане, где кора тоньше, мощностью 10-15 километров. Сначала идут осадочные породы, потом излившиеся базальты, ниже расположены базальтовые дайки, вклинившиеся расплавы (интрузии), а под всем этим начинаются породы верхней мантии — перидотиты. По сложности бурение на такие глубины можно сравнить с космическими полетами. 

Проще добраться до мантийных пород, которые вышли на поверхность в зонах раздвига океанских плит. Их называют абиссальными перидотитами. Они занимают большие площади в Атлантическом, Индийском и Северном Ледовитом океанах. Правда, это не исходные мантийные материалы, а переработанные под действием морской воды и гидротермальных рассолов. Такой процесс называют серпентинизацией. 

Исследовательское судно JOIDES Resolution / © IODP 

С апреля по июнь 2023 года ученые работали в районе массива Атлантис в северной части Атлантического океана с борта судна JOIDES Resolution. Это наиболее изученный регион Срединно-Атлантического хребта, сложенный абиссальными перидотитами. Рядом расположено гидротермальное поле Лост-Сити со знаменитыми карбонатными постройками. 

Сначала специалисты заложили пилотную 55-метровую скважину, затем — 1268-метровую U1601C. Извлекли почти целый керн, что позволило детально исследовать минеральный состав по всей колонке. Результаты за авторством большого международного коллектива исследователей опубликованы в журнале Science.

Образцы абиссальных перидотитов, поднятых в экспедиции 399 с судна JOIDES Resolution / © Johan Lissenberg

«Когда в прошлом году мы добыли образцы, это стало значительным событием в истории науки о Земле. Еще большее значение имеет то, что они расскажут нам о составе и эволюции планеты», — отметил ведущий автор исследования профессор Йохан Лиссенберг из Кардиффского университета (Великобритания). 

Результаты оказались несколько неожиданными. Образцы содержали меньше пироксена — силикатного минерала, которым обогащена океаническая кора и мантия. А концентрация магния, наоборот, превышала предсказанные моделями значения. Вероятно, породы, поднимаясь из недр, плавились гораздо сильнее. 

Массив Атлантис в Атлантическом океане, откуда добыли образец верхней мантии / © PLOS One

«Это поможет понять, как мантия плавится и питает вулканы, особенно те, что расположены на дне океанов. Мы сможем установить связь между вулканом и исходным магматическим источником», — пояснил Лиссенберг. 

Особый интерес представляет взаимодействие морской воды с оливином, еще одним распространенным в недрах силикатным минералом. В результате серии химических превращений выделяются водород и другие молекулы, которые могут поддерживать жизнь. Не исключено, что на ранней Земле это был один из ключевых процессов. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Татьяна Пичугина
Журналист с опытом: обучалась в журнале «Химия и жизнь», работала в «Вокруг света», «Известия», «Вечерняя Москва», «ТрВ», «МК в Серпухове» и РИА Новости. За годы работы освещала темы науки, общества и культуры, стараясь излагать факты ясно и без излишних деталей. В работе предпочитает придерживаться сбалансированного и сдержанного стиля изложения.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
15 сентября, 11:38
Evgenia Vavilova

Тренды здорового питания постоянно меняются, в том числе на основе научных исследований. Когда-то публика панически боялась жиров, но их реабилитировали. Гарвардская пирамида здорового питания рисовала сложные углеводы в основании пирамиды, а теперь они переместились к вершине. Возможно, и современную моду на приоритет белка придется пересмотреть.

16 сентября, 15:19
Evgenia Vavilova

Некоторые системы, например стартап Replika, сразу позиционируют себя как «ИИ-компаньона» — что-то большее, чем машину для поиска и работы с информацией. Но и с «обычными» ChatGPT, Grok и другими нейросетями люди формируют связь. Регулярные пользователи чат-ботов могут воспринимать их как постоянную составляющую своей жизни.

15 сентября, 07:45
Любовь С.

Оценив, смогут ли запасы водяного льда на Луне обеспечить будущие города с населением от сотен тысяч до миллиона человек, ученые выяснили, что даже при весьма оптимистичных условиях у заселения нашего спутника есть серьезные ограничения.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

14 сентября, 14:43
Елизавета З.

Совместная миссия Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по исследованию Меркурия началась в 2018 году. На видео, созданном из кадров с бортовых камер, можно проследить восьмилетний путь зонда BepiColombo.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

8 Комментариев
"Сверхглубокое бурение в Атлантическом..." Сверхглубокими называют скважины 7 км и более. Рекордным это бурение то-же трудно назвать, это же судно бурило скважины и по 2км.И для полноты картины следовало бы указать глубину морского дна в месте бурения.
    1 2
    10.08.2024
    Дмитрий, нашёл что в этом же районе это же судно уже бурило скважину U1309D, глубина 1400м. Получается в этот раз не рекордное бурение
    +
      Еще 3 ответа
      1, да, бурили чуть глубже, но достать почти непрерывный керн смогли только в этой скважине. в этом суть рекорда
        1 2
        11.08.2024
        Татьяна, а что значит непрерывный керн? Куда может деться материал из скаажины, кроме как в керн? Не очень понимаю эту тему, спрашиваю...
          1, Порода в буровой трубе разрушается по разным причинам. Во-первых, она изначально может быть сильно трещиноватая, либо с пустотами, поэтому ее невозможно достать из трубы целой. Во-вторых, под землей она под давлением, плюс еще давление водной толщи. Когда колонну поднимают, давление падает, образец разрушается. В принципе, для уравнивания давления в забое достаточно промывочной жидкости, но при подъеме с глубины образец все равно может разрушиться. Наверно еще разные факторы действуют. С глубины практически невозможно достать 100% целый образец. Здесь расчет процента извлечения https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8_%D0%BA%D0%B0%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0_%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D1%87%D1%91%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BA%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0
1 2
10.08.2024
"По сложности бурение на такие глубины можно сравнить с космическими полетами." Да уж наверное и посложнее! Космические полёты в более предсказуемых условиях проводятся. А тут успех по воле случая. И материаловедение требуется в не меньшей мере чем для ракетных двигателей. Уважение таким геологам
    "А тут успех по воле случая" Судно эпохи научного противостояния двух систем, бурит с 1985года, пробурило больше 300км морского дна. В этом свете не понятно какую "волю случая" вы имеете ввиду))) За долгую жизнь судно принесло много открытий и в их ряду последнее бурение выглядит вполне заурядно. Хотя нет, бурение примечательно тем что оно последнее, судно скоро порежут на металл https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=306986&org=OCE
    +
      Еще 1 ответ
      1 2
      10.08.2024
      Дмитрий, зажуёт - не зажуёт. Никто ж не знает какая именно структура породы, газонасыщенность и какие там напряжения. Кольская скважина, в плане технических решений не была ограничена глубиной 12 км. Однако, если не ошибаюсь, с глубины 7 км пришлось бурить несколько скважин, все они были кривыми, проблемными и глубина в итоге оказалась ограничена именно случайными факторами. А в космос запускаться на ненапряжённых двигателях довольно просто...