Nesting dukke mineraler giver spor til Jordens kappe dynamik

Genvindede mineraler, der stammer fra den dybe kappe, kan give forskere et sjældent indblik i de dynamiske processer, der finder sted dybt inde i Jorden og ind i historien om planetens kappe -lag. Et team ledet af Yingwei Fei, en eksperimentel petrolog fra Carnegie, og Cheng Xu, en feltgeolog fra Peking University, har opdaget, at en sjælden prøve af mineralet majorit stammer mindst 235 miles under jordens overflade. Deres resultater offentliggøres af Videnskab fremskridt .

Majorit er en type granat, der kun dannes på dybder større end 100 miles. Fascinerende, Majoritprøven Fei's team fundet i det nordlige Kina var indkapslet i en almindelig granat - ligesom mineralogiske redningsdukker. Det blev bragt til overfladen som en eclogit xenolith i det nordlige Kina Craton, en af ​​de ældste kratoniske blokke i verden. Hvad mere er, majoritten var rig på jern, en oxideret form af jern, hvilket er meget usædvanligt for mineralet.

Alle disse ualmindelige faktorer fik teamet til at undersøge majoritens oprindelse.

De brugte flere forskellige former for analytiske teknikker til at bestemme kemien og strukturelle egenskaber ved denne majorit dannet dybt inde i Jorden. For at bestemme den nøjagtige dybde af dets oprindelse, Carnegies postdoc Renbiao Tao gennemførte højtryksforsøg, der efterlignede dannelsesbetingelserne for naturlig majorit. Holdet fastslog dets oprindelse til en dybde på næsten 400 kilometer, i bunden af ​​den bløde del af den øvre kappe, kaldet asthenosfæren, som driver pladetektonik.

Det er yderst usædvanligt, at en højtryksmajorit kunne overleve transport fra en sådan dybde. Tilføjelse til de mærkelige omstændigheder er det faktum, at det senere blev indkapslet af en granat, der dannede sig på en meget lavere dybde på omkring 200 kilometer. Eksistensen af ​​redningsdukkeeksemplet krævede to separate geologiske begivenheder for at forklare, og disse begivenheder skabte en tidskapsel, som forskerne kunne bruge til bedre at forstå Jordens dybe historie.

"Denne to-trins dannelsesproces giver os vigtige spor om kappeens evolutionære fase på det tidspunkt, da majoritten først blev dannet, "Forklarede Fei.

Prøvens placering og oprindelsesdybde indikerer, at det er et levn fra slutningen af ​​en æra med superkontinentforsamling, der fandt sted for omkring 1,8 milliarder år siden. Kaldes Columbia, superkontinentets formation byggede bjergkæder, der vedvarer i dag.

"Mere forskning er nødvendig for at forstå, hvordan majoritten blev så oxideret, eller rig på jernholdigt jern, og hvad disse oplysninger kan fortælle os om kappe i kappe. Vi skal tilbage til stedet i sommer for at grave dybere skyttegrave og håbe på at finde friske klipper, der indeholder flere spor til den dybe kappe, "Tilføjede Fei.