Три пятых земной коры лежит под водой. Каждый год на дне океанов формируется более 16 км новой кожи Земли. Она возникает вдоль срединно-океанических хребтов, проходящим по всем океанам, словно шрамы планеты.


Образцы пород Восточно-Тихоокеанского поднятия были получены в 2008 году. (Фото Johan Lissenberg / Christopher MacLeod / JC21 Scientific Party.)

Эти подводные гряды отмечают границы тектонических плит. Когда последние расходятся, магма вырывается на поверхность и затвердевает. Со временем она отходит в сторону и освобождает место для новой магмы. Скорость формирования коры неодинакова: «быстрые» хребты производят до 15 см в год, тогда как другие выдают всего лишь пять.

Хотя спрединг хорошо изучен, остаётся непонятным, что происходит в кашеобразной глубоководной среде, которая порождает новые корочки. Мэтью Риу из Массачусетского технологического института (США) и его коллеги обнаружили, что формирование океанической коры протекает гораздо медленнее и в то же время более динамично, чем принято считать.

Исследователи провели анализ фрагментов коры Восточно-Тихоокеанского поднятия — срединно-океанического хребта, расположенного в 2 тыс. км от западного побережья Южной Америки. Это один из самых старых хребтов в мире. Учёные думали, что магма, которая формирует новую кору при быстром спрединге, поднимается из глубин, наскоро кристаллизуется, а затем сползает с хребта, образуя новое дно.

Специалисты определили возраст различных частей породы. Они рассудили, что если теория верна и быстрый спрединг производит новую кору быстро, то каждая часть породы должна быть примерно одного возраста, поскольку они кристаллизовались более или менее одновременно.

Эксперты искали следы минерала под названием циркон. Когда циркон кристаллизуется, он включает в себя уран, который медленно превращается в свинец. Измерение концентрации урана позволяет датировать возраст породы весьма точно.

Результат оказался неожиданным: два из четырех образцов породы содержали циркон с широким диапазоном возрастов, то есть разные части камня кристаллизовались в разное время.

Г-н Риу и его коллеги предлагают несколько объяснений. Например, магма, находящаяся в процессе отвердения (в состоянии каши), может нагреться новой магмой, в результате чего кристаллизовавшиеся участки снова становятся жидкими и им приходится начинать сначала. Возможен и такой вариант: магма внедряется в давно кристаллизовавшуюся породу. Старый циркон, устойчивый к плавлению, оказывается окружён более молодыми включениями.

Всё это странно, ибо в областях быстрого спрединга у магмы вроде бы не так много времени на то, чтобы переплавить породу. Возможно, на формирование океанической коры в быстрых срединно-океанических хребтах уходит намного больше времени, чем нам кажется.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Подготовлено по материалам Массачусетского технологического института.