Учёные Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН) и их коллеги впервые провели масштабные термохронологические исследования Восточной Сибири. В качестве "маяка" использовались кристаллы апатита, в которых с течением времени накапливаются дефекты, называемые треками. Они образуются в результате спонтанного деления наиболее распространённого изотопа урана (238U).
Эти дефекты интересны для учёных тем, что они уничтожаются при температурах выше 110 °C и полностью сохраняются при температурах ниже 60 °C. Эта особенность треков позволяет реконструировать историю остывания горных пород в диапазоне температур 60-110 °C.
Метод трекового датирования называется так, потому что распад урана происходит с предсказуемой скоростью. То есть апатит может выступать в своём роде как "кристалл времени": изучая разные образцы минерала, геологи получают возможность узнать, какой была температура пород в определённый период времени.
Для проведения нынешнего исследования учёные выбрали именно апатит, поскольку для этого минерала методика трекового датирования является наиболее изученной.
Собранные данные позволили учёным разработать модель термальной эволюции древней Сибирской платформы за последние 250 миллионов лет: получить детальное представление о том, как менялась температура верхних областей земной коры Сибирской платформы.
Почему учёных так интересовала именно Сибирь, а точнее Сибирская платформа? Дело в том, что здесь около 251 миллиона лет назад произошло самое масштабное и катастрофическое в истории Земли магматическое событие.
В результате была сформирована крупнейшая из сохранившихся на Земле континентальная магматическая провинция (LIP) – Сибирская трапповая провинция.
Трапповый магматизм считается одной из возможных причин крупнейшего за всю историю Земли массового вымирания, которое произошло в результате выделения огромного объёма парниковых газов в атмосферу.
Представленная российскими учёными модель охватывает длительный период геологической истории — 250 миллионов лет! Она показывает характер остывания Сибирской трапповой провинции и позволяет количественно оценить скорость её остывания. Но полученные результаты имеют большое значение не только для реконструкции геологического прошлого нашей планеты, но и для оценки углеводородного потенциала Сибири.
"Наша модель – первая такого рода", – сообщила Татьяна Эдвардовна Багдасарян, лидер научной группы ИФЗ РАН.
Продолжительность остывания огромных объёмов сибирских базальтов, как и их последующая тепловая история, до сегодняшнего дня оставались практически неизученными научным сообществом и ограничивались отдельными исследованиями.
Чтобы решить эту проблему и создать масштабную модель, учёные ИФЗ РАН собрали новые геохронологические данные, а также использовали результаты трекового датирования апатита из древних минералов, которые были найдены на территории Сибирской трапповой провинции.
Метод трекового датирования апатита является мощным инструментом исследования. Однако пока лишь единичные отечественные лаборатории используют его для проведения геологических исследований.
Полный цикл термохронологических исследований, то есть изменения температур с течением времени, этим методом провели в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН благодаря программе обновления приборной базы, реализуемой Минобрнауки России.
Статья авторов исследования вышла в международном журнале Tectonophysics.
Исследование было проведено совместно с учёными МГУ им. М.В. Ломоносова, Института геохимии и аналитической химии им. Вернадского РАН, Института земной коры СО РАН и Института математики им. С. Соболева СО РАН.
Также одним из авторов научной статьи стал доктор Стюарт Томпсон (Stuart N. Thomson) из Аризонского университета в США.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
