Для неопытного глаза камень у дороги — это просто камень. Но для геологов это капсулы времени, наполненные данными о самых бурных днях нашей планеты.
Сейчас учёные раскрывают драматическую историю, скрытую в редких вулканических породах возрастом около 800 миллионов лет, называемых карбонатитами. Они были обнаружены в глубине центральной Австралии. Эти, казалось бы, ничем не примечательные камни рассказывают геологам о времени, когда континенты яростно разрывались на части.
Образцы керна и изотопное датирование богатых металлами карбонатитов, недавно обнаруженных на Северной территории Австралии, показывают, что эти породы находились вблизи поверхности Земли между 830 и 820 миллионами лет назад. В это время древний суперконтинент Родиния распадался. Родиния объединяла почти все земные массивы суши около 450 миллионов лет в течение протерозойского эона (от 2,5 миллиарда до 541 миллиона лет назад), за миллиард лет до формирования последнего суперконтинента — Пангеи.
Когда тектонические плиты разорвали Родинию около миллиарда лет назад, магма поднялась из земной мантии. В конце концов, эта магма остыла, кристаллизовалась и затвердела, образовав эти редкие австралийские карбонатиты.
«Эта тектоническая обстановка позволила магме карбонатита подняться через зоны разломов, которые оставались открытыми и активными в течение сотен миллионов лет, доставляя богатые металлами расплавы из глубины мантии в земную кору», — объяснил в заявлении геохимик из Гёттингенского университета Максимилиан Дрёлльнер. Другими словами, эти породы, вероятно, прямо из глубокого среднего слоя Земли. Дрёлльнер также является соавтором недавнего исследования, опубликованного в журнале Geological Magazine, в котором описаны эти породы.
Магматические или лавовые породы, известные как магматические породы, распространены по всему миру. Но карбонатиты, подобные этим, встречаются редко.
«Карбонатиты — это редкие магматические породы, в которых известны крупные глобальные месторождения таких важных металлов, как ниобий и редкоземельные элементы», — добавил соавтор исследования, геолог Крис Киркленд. «Но определить, когда и как они образовались, исторически было сложно из-за их сложной геологической истории».
Чтобы раскрыть их историю, команда использовала визуализацию высокого разрешения для реконструкции более чем 500 миллионов лет геологических событий, которые пережили породы. С помощью этого подхода команда установила, что карбонатиты образовались 830 и 820 миллионов лет назад. Визуализация и изотопный анализ также помогли команде разделить периоды, когда породы претерпевали более тонкие изменения, и более драматические события, такие как разрыв Родины и выброс магмы на поверхность Земли.
Эти карбонатиты также содержат одно из старейших в мире месторождений важного металла — ниобия. Ниобий — это серебристый металл, обладающий высокой устойчивостью как к нагреву, так и к коррозии. Поэтому он используется для производства высокопрочной стали и технологий чистой энергии.
«Эти карбонатиты не похожи ни на что ранее известное в регионе и содержат важные концентрации ниобия, стратегического металла, используемого для производства более лёгкой и прочной стали для самолётов, трубопроводов и электромобилей, а также ключевого компонента некоторых батарей нового поколения и технологий сверхпроводимости», — сказал Дрёлльнер.
Исследование команды проливает новый свет на то, как эти редкие магмы, богатые металлами, могут достигать поверхности Земли. Несмотря на то что этому месторождению карбонатита миллиарды лет, оно всё ещё может сыграть свою роль в защите будущего нашей планеты.