Przełomowe badanie z Instytutu Geochemii w Guangzhou Chińskiej Akademii Nauk ujawnia, jak głęboko subdukowane węglany wpływają na stany redoks płaszcza Ziemi. Opublikowane w Science Advances badania podkreślają rolę tych węglanów w tworzeniu się diamentów sublitosferycznych i ewolucji kratonów.
Naukowcy symulowali warunki na głębokościach od 250 do 660 kilometrów. Ich eksperymenty wykazały, że stopione karbonatyty z subdukowanych płyt wchodzą w interakcje ze skałami płaszcza zawierającymi metaliczne żelazo. Zespół odkrył, że w chłodniejszych środowiskach „bez pióropuszy” stopione karbonatyty redukują się, tworząc nieruchome diamenty, które stabilizują kratony.
I odwrotnie, w gorętszych warunkach, na które wpływają pióropusze, stopione karbonatyty utleniają płaszcz. To utlenianie osłabia litosferę, potencjalnie powodując delaminację, wypiętrzenie i aktywność wulkaniczną. „Stan redoks głębokiego płaszcza jest krytycznym czynnikiem kontrolującym, w jaki sposób substancje lotne, takie jak węgiel, krążą między powierzchnią Ziemi a jej wnętrzem” - powiedział prof. YU Wang.
Porównując eksperymentalne minerały z naturalnymi inkluzjami diamentów z kratonów afrykańskich i południowoamerykańskich, naukowcy znaleźli odrębne sygnatury redoks. Te różnice decydują o tym, czy subdukowany węgiel tworzy stabilne diamenty, czy destabilizuje litosferę. Odkrycia pogłębiają nasze zrozumienie głębokiego składowania i mobilności węgla.
Badanie ma również implikacje dla interpretacji wieku powstawania diamentów i przewidywania stabilności kratonów. Badania te zostały wsparte przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin, między innymi programami. Oferuje nowe spojrzenie na głęboki cykl węglowy Ziemi i jego wpływ na procesy geologiczne.