中国科学院広州地球化学研究所による画期的な研究は、深く沈み込んだ炭酸塩が地球のマントルの酸化還元状態にどのように影響するかを明らかにしています。Science Advancesに掲載されたこの研究は、これらの炭酸塩が亜リソスフェアのダイヤモンド形成とクラトンの進化において果たす役割を強調しています。
研究者らは、深さ250〜660キロメートルの条件をシミュレートしました。彼らの実験は、沈み込んだスラブからのカーボナタイト溶融物が、金属鉄を含むマントル岩と相互作用することを示しました。チームは、より低温の「非プルーム」環境では、カーボナタイト溶融物が還元され、クラトンを安定化させる不動のダイヤモンドを形成することを発見しました。
逆に、より高温のプルームの影響を受けた条件では、カーボナタイト溶融物がマントルを酸化します。この酸化はリソスフェアを弱め、剥離、隆起、火山活動を引き起こす可能性があります。「深部マントルの酸化還元状態は、炭素などの揮発性物質が地球の表面とその内部の間をどのように循環するかを制御する重要な要素です」と、YU Wang教授は述べています。
研究者らは、実験的な鉱物をアフリカと南アメリカのクラトンからの天然のダイヤモンド包有物と比較することにより、明確な酸化還元シグネチャを発見しました。これらの変動は、沈み込んだ炭素が安定したダイヤモンドを形成するか、リソスフェアを不安定化させるかを決定します。この発見は、深部炭素の貯蔵と移動に関する私たちの理解を深めます。
この研究はまた、ダイヤモンドの形成年代の解釈とクラトンの安定性の予測にも影響を与えます。この研究は、中国国家自然科学基金などのプログラムによって支援されました。地球の深部炭素循環とその地質学的プロセスへの影響に関する新たな洞察を提供します。