Коротко


Подробно

Фото: schizoform / Flickr

Новосибирские физики повторили процессы, протекающие в глубинах литосферы

Ученые из Института ядерной физики им. Будкера (Сибирское отделение РАН) реконструировали физико-химические процессы, происходящие в глубине литосферы в зонах активного вулканизма и высокой сейсмической активности.


Одним из важнейших источников информации о строении недр Земли и их минеральном составе являются обломки глубинных кристаллических пород, которые выносит на поверхность лава при извержении вулкана. Такие горные породы называются ксенолитами и представляют большую ценность для исследователей, поскольку литосферу невозможно изучать непосредственно по многим вполне очевидным причинам. Ксенолиты же выхватываются магмой с самых разных глубин (40–70 км) и позволяют судить о различных уровнях геологического профиля. Таким образом, магма сохраняет в себе куски глубинных горных пород и доставляет их прямо в руки ученых.

В ходе эксперимента новосибирские физики использовали богатую коллекцию ксенолитов Авачинской сопки, одного из самых популярных камчатских вулканов. Посредством мощного сфокусированного электронного пучка ученые «плавили» образец ксенолита, так что температура на его поверхности составляла примерно 2500 градусов.

«Граница плавления медленно опускается внутрь,— поясняет главный научный сотрудник ИГМ СО РАН Виктор Шарапов,— а на поверхности кипит расплав, так же, как лава кипит на вулкане, только температура в экспериментах примерно в два раза выше, чем в лаве самого горячего гавайского вулкана».

В ходе плавления из ксенолита выходили потоки газов, фильтровавшихся по трещинам породы и растворявшие менее устойчивые к столь высокой температуре минералы, а на холодной поверхности формировались конденсаты. В лабораторных условиях такой процесс «плавления» занял менее 45 минут, как и было предварительно вычислено. Но в природе он занимает значительно больше времени, вплоть до нескольких дней, во время сильных землетрясений.

Эксперимент позволяет делать некоторые выводы о том, как образуются рудные месторождения. Для возникновения рудных и минеральных скоплений необходимы строго определенные условия, в первую очередь наличие геохимического барьера, на котором могли бы отложиться магматические элементы. Чтобы понимать механизм этого процесса, нужно разобраться в протекающих при таких обстоятельствах химических реакциях и составить физические модели с учетом всех термодинамических факторов. Эксперимент новосибирских ученых пролил свет на некоторые из таких процессов.

Петр Харатьян

Наглядно

все спецпроекты

актуальные темы

все темы
все проекты

обсуждение