Эврика-86

Базальты, появившиеся в результате извержения вулканов внутри плит (на Гавайских и Азорских островах, в Исландии, в Западной Европе), содержат, оказывается, в два, а иногда и в три раза больше редких элементов. Несмотря на одинаковый химический состав этих двух видов базальтов (в них равное содержание кремнезема, глинозема, магния, кальция, железа), содержание элементов с крупными ионными радиусами в них совершенно различное. И это накладывает на породы такой отпечаток, что отличить эти базальты друг от друга не составляет труда. Изотопные отношения (различных изотопов стронция, например) у них тоже совершенно другие, чем у базальтов океанического дна.

Именно поэтому геохимики начали говорить о существовании двух источников магмы. Один питает базальты срединно-океанических хребтов. Другой — богатый редкими элементами — дает внутриплитовые базальты океанических островов и континентов.

Какие тут возможны объяснения? Одно из них: под срединно-океаническими хребтами и под внутренними частями — разные термодинамические условия. При больших температурах и давлениях, которые существуют под вулканическими островами, создаются условия для обогащения лав щелочами и литофильными (редкими) элементами. Другое предположение: неоднородность существует в самой мантии. В ней самой есть участки, богатые литофильными элементами, а есть участки, лишенные их.

Но когда геохимики провели некоторые расчеты, то оказалось, что существует баланс: кора океаническая и кора континентальная дополняют друг друга по составу. В сумме содержание литофильных элементов в коре обоих типов такое же, как в первичном веществе Земли. Геохимики попытались

50

51

проследить, как ведут себя изотопные соотношения с продвижением в глубь Земли. Когда начинается разделение радиоактивных элементов на различные ионы? Оказалось, что изотопные часы были запущены полтора-два миллиарда лет назад. Очевидно, именно в это время произошло важнейшее событие в жизни Земли — разделение верхней мантии на две геохимически различные фазы: континентальную и океаническую. Причины этого события пока неясны, остается лишь догадываться, почему это произошло.

Дальнейшие исследования показали, что лава вулканов, приуроченных к "горячим точкам", имеет состав, отличный и от состава континентальной коры. Здесь изливается на поверхность лава, которая по своему составу больше всего напоминает первичное вещество Земли. Так с помощью геохимии были найдены три источника, питающие современный вулканизм. Один из них поставляет лаву, выходящую из рифтов океанического дна, другой — ту лаву, которая рождается из континентальной коры, и третий дает то вещество, которое вырывается на поверхность в извержениях внутриплитовых вулканов и в траппах на континентах,

Эти проблемы обсуждаются сейчас на всех конгрессах, конференциях, совещаниях ученых. Можно сказать, что мы присутствуем при рождении новой области знаний о Земле. Здесь еще много догадок, гипотез, предположений, но геологи упорно ищут ответы на вопросы, которые ставит перед ними Земля.

Как появились эти различные резервуары мантийного вещества и где они находятся? Одна из гипотез предполагает, что неистощенное мантийное вещество сконцентрировано в верхней мантии. Большая же часть геохимиков считает, что где-то на рубеже двух миллиардов лет произошло разделение первичного однородного вещества мантии Земли. Выделилась верхняя мантия, которая, в свою очередь,

билась на две части — континентальную кору, богатую редкими элементами, и мантию под океанами. Континен-" тальная кора легче океанической — aoJ откуда появилась у континентальны^ плит возможность передвигаться…

А более тяжелая океаническая корД прорывается в любую трещину, кото7 рая появляется в океаническом дне. У Геологи из подводных аппаратов свои4 ми глазами наблюдали, например, в"1 Красном море, как в щель шириной всего пятьдесят километров изливают^ ся базальты. Рядом огромные конти-" ненты Аравия, Африка. Они совсем недавно разошлись, а базальты на дне Красного моря ничем не отличаются по составу от базальтов срединно-атлантического. хребта — истощенные базальты с малым количеством редких элементов. Это показали анализы.

В нижней же части мантии осталось неистощенное вещество, которое прорывается наверх какими-то струями до подошвы литосферы, здесь оно скапливается, образуя те самые "горячие точки", с которых мы начали рассказ. Плиты проходят над этими точками, и они их «прожигают». Но, проходя наверх, струи прихватывают вещество верхней мантии. Поэтому состав лав внутриплитовых вулканов различен, в то время как состав излияний в срединно-океанических хребтах очень однороден.

Статьи геохимиков, посвященные этому вопросу, сейчас читаются как самые увлекательные научно-фантасти^ ческие романы, хотя текст их можетД состоять из одних цифр, характеризующих состав лавы. Но за этими цифрами встают замечательные картины внутреннего устройства планеты.